A5 Dérégulation Thermique

Topique

La dysrégulation thermique désigne l'incapacité d'un mammifère à maintenir sa température corporelle centrale dans sa plage fonctionnelle, laquelle varie selon les espèces mais s'étend généralement d'un peu plus de 36 °C à près de 42 °C. Cette incapacité résulte d'une production excessive de chaleur lors d'un exercice intense, d'une exposition à des températures ambiantes extrêmes ou de la perte des mécanismes d'isolation thermique qui protègent normalement l'animal. L'équilibre thermique du corps est fondamentalement un processus de transfert de chaleur qui n'atteint jamais un état fixe : la température corporelle centrale évolue au fil du temps dès lors que la chaleur produite par le corps cesse d'être égale à celle qu'il parvient à dissiper dans l'environnement.

La chaleur produite par le corps pendant l'exercice est directement proportionnelle à la consommation d'oxygène du muscle sollicité : plus le muscle consomme d'oxygène pour produire un travail mécanique, plus il libère de chaleur, car seule une fraction de l'énergie totale consommée – généralement entre un cinquième et un quart – est effectivement convertie en travail mécanique utile, le reste étant dissipé sous forme de chaleur au sein même du corps.

La chaleur que le corps parvient à dissiper dans l'environnement s'échappe par quatre voies physiques distinctes. Par conduction, la chaleur se transmet directement à une surface en contact avec le corps, en quantité proportionnelle à la différence de température entre elles et à la conductivité thermique du tissu qui les sépare. Par convection, la chaleur se transmet à l'air ou à l'eau environnante, en quantité proportionnelle à la différence de température entre le corps et ce milieu, et à la vitesse de renouvellement de ce milieu près de la peau. Par rayonnement, le corps émet de la chaleur en quantité bien supérieure à sa propre température, de sorte que de faibles augmentations de température accroissent significativement la chaleur rayonnée. Enfin, par évaporation, le corps perd de la chaleur lorsque l'eau de la sueur passe de l'état liquide à l'état gazeux au contact de la peau, absorbant ainsi de la chaleur ; cette voie est le principal mécanisme de dissipation lors de l'hyperthermie induite par l'effort, lorsque les trois autres voies ne suffisent plus à évacuer toute la chaleur produite.

La perte des mécanismes d'isolation thermique mentionnés précédemment s'explique par le comportement de la fourrure, qui agit comme une couche isolante contre les pertes ou les gains de chaleur provenant de l'environnement. Cette couche se comporte comme un matériau poreux dont la résistance au transfert de chaleur dépend de son épaisseur et du degré d'emprisonnement de l'air entre les poils. Ainsi, un pelage comprimé, humide ou abîmé offre une résistance au transfert de chaleur bien moindre qu'un pelage intact.

Lorsque la production de chaleur diminue et que l'isolation thermique du pelage devient insuffisante face au froid, la température corporelle interne n'est plus maintenue mais chute progressivement vers la température ambiante. Cette baisse suit une trajectoire exponentielle, ralentissant à mesure que la température corporelle se rapproche de la température ambiante. La vitesse de ce déclin dépend de la masse de l'animal et de son isolation restante : un animal plus gros ou mieux isolé se refroidit plus lentement qu'un animal plus petit ou mal isolé.

Au-delà d'un certain seuil, un excès ou un déficit de température corporelle interne a des conséquences qui cessent d'être progressives. Lorsque l'hyperthermie induite par l'effort physique élève la température corporelle interne bien au-delà de 42 °C, les protéines enzymatiques de l'organisme commencent à se dénaturer, entraînant une défaillance multiviscérale. À l'inverse, lorsque l'hypothermie entraîne une chute de la température corporelle centrale bien en dessous de 30 degrés Celsius, le cœur cesse de battre normalement et de graves arythmies cardiaques se développent. Dans les deux cas, c'est cette même température corporelle centrale, mentionnée au début de cette description, qui, lorsqu'elle demeure hors de sa plage fonctionnelle pendant une période prolongée, finit par compromettre le fonctionnement de l'organisme tout entier.

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