Rythme cardiaque : un outil potentiel pouvant améliorer l'efficacité alimentaire et plus encore

L'industrie du bœuf de boucherie traverse une bonne période...pas vrai?

Vu de l'extérieur, on pourrait dire ceci : «ça doit être intéressant d'être un éleveur de bœufs de boucherie avec le prix élevé du bœuf». La plupart des éleveurs-naisseurs seraient d'accord. Toutefois, pour les éleveurs de bovins semi-finis et les exploitants de parcs d'engraissement, les perspectives peuvent ne pas être aussi «roses». Ces secteurs opèrent selon une marge d'exploitation, et l'achat des bovins semi-finis représente une part importante des coûts d'exploitation. Si l'on questionnait ces agriculteurs aujourd'hui, plusieurs seraient d'accord pour dire que cette marge n'a pas augmenté. Alors comment les éleveurs de boeufs peuvent-ils profiter des prix courants élevés, sans une augmentation parallèle de leurs coûts de production? Une réponse possible est d'améliorer l'efficacité alimentaire de leur bétail. L'indice de consommation net (IC : mesure de l'efficacité alimentaire) permet d'identifier les bovins qui sont en mesure de maintenir des gains et une composition de la carcasse avec une prise alimentaire réduite. Toutefois, pour déterminer l'IC, il faut noter la prise alimentaire de chaque animal, une initiative coûteuse. Il est donc nécessaire de trouver d'autres moyens d'évaluer l'efficacité alimentaire à la ferme. Notre groupe de recherche travaille à l'élaboration d'une fonction cardiaque comme outil potentiel pour répondre à ce besoin.

Faire le lien : de la fonction cardiaque à l'efficacité alimentaire

Le cœur fonctionne pour acheminer l'oxygène et les nutriments aux tissus de l'organisme, où ils sont utilisés pour fournir l'énergie dont l'animal a besoin pour vivre, réagir et performer. Comme cette demande d'énergie varie, il en est de même pour la fonction du cœur. Les besoins énergétiques diffèrent entre un bovin ayant une bonne efficacité alimentaire (faible IC) et un bovin ayant une mauvaise efficacité alimentaire (IC élevé), ce qui suggère que la fonction cardiaque pourrait également varier avec l'IC. Une étude préliminaire de notre groupe a montré que le rythme cardiaque était différent selon qu'il s'agissait de taureaux à faible IC ou de taureaux à IC élevé, au repos, en transport et à l'abattoir.

Contrôle du cœur : le rôle du système nerveux

Avant qu'un procédé utilisant le rythme cardiaque à la ferme ne soit développé, il faut comprendre comment le cœur est contrôlé. Le cœur est contrôlé par deux branches du système nerveux central (figure 1):

  1. le système nerveux parasympathique (SNP)
  2. le système nerveux sympathique (SNS)

Contrôle du cœur. Voie d'action suggérée pour un changement du rythme cardiaque en changeant les besoins énergétiques du bétail. [O2: niveau d'oxygène, CO2: niveau de dioxyde de carbone, PA : pression artérielle]

Figure 1. Contrôle du cœur. Voie d'action suggérée pour un changement du rythme cardiaque en changeant les besoins énergétiques du bétail. [O2: niveau d'oxygène, CO2: niveau de dioxyde de carbone, PA : pression artérielle]

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Des capteurs situés à proximité du cœur détectent les niveaux d'oxygène, de dioxyde de carbone et la pression artérielle. Ces capteurs envoient des signaux au cerveau (hypothalamus) qui compare le signal à une valeur établie, laquelle dépend d'une variété de facteurs, dont les besoins en énergie. S'il est déterminé que les niveaux d'oxygène sont trop faibles pour les besoins énergétiques actuels, le SNP est inhibé et le SNS stimulé, ce qui provoque la libération de catécholamines qui augmentent le rythme cardiaque. Comme l'IC est également lié aux besoins énergétiques, les variations du rythme cardiaque pourraient différer entre les bovins à faible IC et les bovins à IC élevé.

Étude 1 : Évaluation du rythme cardiaque à la ferme pour dépister les bovins à faible IC

Cette étude consiste à développer une évaluation du rythme cardiaque qui pourrait être utilisée à la ferme pour dépister le bétail efficace sur le plan alimentaire. Notre objectif est d'induire des changements à court terme au niveau des besoins énergétiques, de manière à provoquer une différence de la réponse du rythme cardiaque entre les bovins avec un IC faible et les bovins avec un IC élevé.

Photo de l'intérieur d'une étable. Un bovin de boucherie est maintenu dans un couloir de contention. La photo montre un homme à gauche tenant un parapluie ouvert.

Figure 2. Techniques, équipements et installations utilisés pour évaluer le rythme cardiaque dans l'étude 1 à la station de recherche bovine Maritime (Maritime Beef Test Station).

Pour induire un changement des besoins énergétiques à court terme, des taures d'une efficacité alimentaire connue ont été retenues dans un couloir de contention et munies d'un harnais d'enregistrement du rythme cardiaque (figure 2). Le rythme cardiaque a été enregistré avant, pendant et après le changement provoqué par un parapluie que l'on ouvre et ferme devant le museau de la taure (figures 2 et 3).

Protocole de surveillance du rythme cardiaque et traits évalués. RCAVANT; rythme cardiaque moyen avant parapluie, RCAPRÈS; rythme cardiaque moyen après parapluie, RCAUGMENTE; rythme cardiaque augmente; RCAPRÈS - RCAVANT

Figure 3. Protocole de surveillance du rythme cardiaque et traits évalués. RCAVANT; rythme cardiaque moyen avant parapluie, RCAPRÈS; rythme cardiaque moyen après parapluie, RCAUGMENTE; rythme cardiaque augmente; RCAPRÈS - RCAVANT

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Résultats préliminaires

Les taures à faible IC avaient un rythme cardiaque moyen supérieur après le parapluie (RCAPRÈS) et une plus grande augmentation du rythme cardiaque due au parapluie (RCAUGMENTE). Ceci suggère que les taures à faible IC peuvent avoir un SNS plus sensible qui provoquerait une augmentation du rythme cardiaque lorsque les besoins énergétiques sont accrus. Comme les bovins avec un IC élevé ont des besoins énergétiques plus élevés, leur niveau d'énergie aurait pu être assez haut avant le parapluie pour induire une réponse sans une augmentation du rythme cardiaque.

Étude 2 : La biologie sous-jacente : comprendre la relation entre le RC et l'IC

Un essai de recherche en cours à l'Université de Guelph tente d'approfondir le concept du rythme cardiaque pour évaluer l'efficacité alimentaire, en étudiant la biologie du système cardiaque. Au centre de recherche d'Elora (Elora Beef Research Centre), des taureaux d'un an et des bouvillons dont l'efficacité alimentaire est connue ont été munis d'un harnais de surveillance du rythme cardiaque (figure 4). Leur rythme cardiaque a été enregistré au repos, pendant la manutention et le transport et à l'abattoir. Le volume systolique et la quantité de sang pompée à chaque battement de coeur ont été évalués chez tous les bovins (figure 5).

Deux taureaux de boucherie portant un harnais d'enregistrement du rythme cardiaque, un debout et l'autre couché.

Figure 4. Taureau d'un an muni d'un harnais d'enregistrement du rythme cardiaque pour l'étude 2 au centre de recherche d'Elora.

À l'abattage, le tissu cardiaque a été prélevé et le cœur a été disséqué (ventricule droit, ventricule gauche, oreillettes et graisse péricardique) et pesé. Les tissus du cœur subiront une évaluation histologique (cellulaire) et moléculaire (figure 5) pour déterminer s'il y des différences dans la structure cellulaire du cœur et dans l'abondance de récepteurs entre les bovins de différentes efficacités alimentaires.

Évaluations biologiques déjà faites, en cours ou qui restent à faire sur les bouvillons et taureaux d'un an dans l'étude 2. Toutes les évaluations biologiques ont un lien avec la fonction cardiaque.

Figure 5. Évaluations biologiques déjà faites, en cours ou qui restent à faire sur les bouvillons et taureaux d'un an dans l'étude 2. Toutes les évaluations biologiques ont un lien avec la fonction cardiaque.

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Résultats préliminaires

Les bovins à faible IC avaient un ventricule droit plus lourd, ce qui est associé à une augmentation de l'activité sympathique, soutenant l'hypothèse du SNS proposé dans l'étude 1.

Implications

En perfectionnant le développement, l'évaluation du rythme cardiaque pourrait être utilisée à la ferme pour dépister le bétail efficace sur le plan alimentaire. L'approfondissement des connaissances biologiques de la relation entre le cœur et l'efficacité alimentaire va à la fois assurer le développement solide de cette technologie potentielle et aider à réduire les effets indésirables potentiels qui pourraient découler du dépistage de bovins efficaces selon le rythme cardiaque.

Utilisation à la ferme

À mesure que le développement progresse, l'évaluation du rythme cardiaque pourrait être utilisée pendant les pratiques de manutention de routine comme :

  • au sevrage
  • lors des traitements du bétail
  • en tout temps quand le bétail passe dans le couloir de contention

Plus l'animal est évalué tôt au cours de sa vie, plus les bêtes efficaces pourront être dépistées tôt, plus les coûts d'alimentation pourront être réduits et plus la marge de profit de l'agriculteur pourra s'accroître.

Il y a plus!

Des recherches récentes sur le bétail ont relevé que le rythme cardiaque peut aussi être un indicateur du :

  • tempérament, bien-être et comportement
  • stress de manutention et pathologique
  • et potentiellement du temps jusqu'à la mise bas et du moment du vêlage

Dans leur ensemble, ces nouvelles études peuvent mener à l'utilisation du rythme cardiaque à la ferme comme un outil de gestion polyvalent.

Références

iMontanholi Y.R., Lam S., Miller S.P. 2014. Heart rate assessment in beef bulls prior to slaughter is associated with feed efficiency. Book of Abstracts of the 65th Annual Meeting of the European Association for Animal Production, Copenhagen, Denmark 25-29 August 2014. P. 259.

iiPurves, D., Augustine, G., Fitzpatrick, D., Katz, L., LaMantia, A., McNamara, J., Williams, S. (Eds.), 2001. Neuroscience, 2e édition. Sinauer Associates.


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