De 0 à 5000m (ou plus!) - Club des Cardiologues du Sport
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De 0 à 5000m (ou plus!), comment s’adapte notre cœur ? Pr. Pr JeanJean-Paul Richalet Hôpital Avicenne p cellulaires et fonctionnelles à EA 2363 « Réponses l’hypoxie » CHU Bobigny Université Paris 13 Cœur et sport, Evian, sept. 2009 Très bien,, merci ! L’environnement L environnement de haute altitude Mont Blanc, 4807 m Everest face nord 8848 m A êt tterminale Arête i l E Everestt Trekking Tour des Annapurnas 5416 m Raid sportif p en haute altitude Cotopaxi, 5900 m Tourisme à Lhassa, 3600m DEFINITION BIOLOGIQUE DE L'ALTITUDE 8848 m Très haute altitude vie impossible ? vie permanente impossible 5500 m Haute altitude 2000 m Moyenne altitude effets ressentis au repos effets sur la performance sous - maximale effets sur la performance maximale 1000 m Basse altitude pas d'effet p Operation EVEREST III (COMEX 97) Variations de PO2 artérielle Altitude simulée 120 5000 8000 8 8848 7000 6 6500 110 6000 7 7000 6 6500 5750 5 5000 6 6500 5 5500 0 0 100 PaO2 (mm Hg) 90 80 70 60 50 40 à 8848m: 30.7 ± 3.7 30 20 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 Jours dans le caisson Saturation artérielle en O2 en haute altitude 100 Repos Exercice maximal SaO2 (%) 90 80 70 60 0 5000 6000 7000 Altitude (m) 8000 8848 L’action immédiate de l’hypoxie d’altitude : La stimulation des chémorécepteurs carotidiens avec deux conséquences q ... - l’hyperventilation - ll’activation activation du système adrénergique Fréquence cardiaque et saturation artérielle en O2 en hypoxie 120 5000 5500 6000 6500 7000 % ou u b/min 110 100 5000 5750 0 8000 8848 0 Fc 90 80 70 Sa 60 0 2 3 4 5 6 7 Fc 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 Jour dans le caisson hypobare Sa altitude Fréquence q cardiaque q à l’exercice en hypoxie aiguë et chronique Fréqu uence cardiaque (b b/min) 200 180 max, aigu 160 max, chronique h i 140 120 repos aigu repos, 100 80 repos, chronique 60 40 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Altitude (km) La stimulation du système adrénergique est permanente, mais il y a désensibilisation du système adrénergique norepinephrine Myocyte cell membrane -AR adenosine Gs Gs + - A1 acetylcholine Gi M2 + Gi + Adenylate cyclase - + AMPc ITl IF ICa cytosol y IK Ach, Ado From: Lerman and Belardinelli, Circulation, 1991; Favret and Richalet, Respir Physiol Neurobiol, 2006 Fraction d’éjection d éjection VG (%) 80 70 (% %) * 60 * 50 SL 5000 7000 Condition 8000 p < 0.05 vs NM RNM Boussuges et al., AJRCCM, 2000 Diamètre télédiastolique VG 60 * * * * 7000 8000 vs NM (mm m) 50 p<0 0.05 05 40 30 SL 5000 RNM Condition Boussuges et al., AJRCCM, 2000 Diamètre oreillette gauche 40 * p < 0.05 0 05 vs NM (m mm) 35 * * 30 * 25 20 SL 5000 7000 8000 RNM Condition Boussuges et al., AJRCCM, 2000 Pression artérielle pulmonaire systolique* systolique 50 * * * 45 (mm mHg) 40 p < 0.05 vs NM * 35 30 * 25 20 SL 5000 7000 8000 RNM Condition *: gradient VD-OD + 5 mmHg Boussuges et al., AJRCCM, 2000 Pulmonary y arteryy p pressure 50 * 45 systolic # * 25 SILDENAFIL § 30 20 15 * * 40 35 PLACEBO # + ** * # * D5-D6 Sea-level POST diastolic 10 treatment 5 0 Sea-level PRE D1 D2-D3 High g altitude Richalet et al., AJRCCM, 2005 V02 m max (% % NM) Pour une même fréquence cardiaque, ll’intensité intensité relative augmente aug e te a avec ec l’altitude 100 80 60 40 20 50% max 60% max 75% max 100% max 0 760 6 700 6 600 5 500 400 300 200 PB (mmHg) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Altitude (km) Exposition p p prolongée g à l'altitude: effets sur le système cardio-vasculaire • Stimulation adrénergique permanente, mais protection progressive par désensibilisation des ß-récepteurs adrénergiques • Fonction systolique préservée, même à des altitudes extrêmes • Vasodilatation coronaire • Augmentation de la pression artérielle pulmonaire – risque q de surcharge g VD ou d’OPHA • Pas ou peu d'augmentation de la pression artérielle systémique y q • Vasodilatation cérébrale transitoire, vasoconstriction rénale Au u tota total,, pour pou le e cœur cœu normal o a e en a altitude… t tude La tachycardie L h di iinduite d i par l'l'augmentation i d de l'activité adrénergique constitue l'un des mécanismes d'acclimatation à l'hypoxie d'altitude. d'altitude Le coeur se protège contre un déséquilibre énergétique q d'induire une hypoxie yp myocardique. y q risquant L’altitude L altitude, c’est c est bon pour réadapter un cœur malade ? Hypoxie intermittente Hypoxie intermittente et maladies cardiovasculaires “Improvement of myocardial perfusion in coronary patients after intermittent hypobaric hypoxia hypoxia.” • • • • 6 patients (aged>53 yrs) with severe stable coronary heart disease. disease 14 sessions of exposure to intermittent hypobaric hypoxia (4200 m) Exercise perfusion imaging with technetium 99m The mean summed stress score for hypoperfusion, in arbitrary units, decreased from 9.5 to 4.5 after treatment (P=.036). del Pilar Valle et al. , J Nucl Med, 2006 Pré-conditionnement hypoxique •Intermittent hypoxic yp conditioning gp produces robust cardioprotection p against infarction and lethal arrhythmias in a canine model of coronary occlusion-reperfusion: reduction in the myocardial infact size i (Z (Zong ett al., l Exp E Bi Bioll M Med, d 2004) •NO formation: •If moderate: beneficial,, through g relaxation of smooth muscle,, suppression of platelet aggregation, decrease of fibrinogen formation •If excessive: activation of pro-apoptotic transciption factors, inhibition of metabolic enzymes enzymes, necrosis necrosis, apotosis Pré-conditionnement hypoxique (IHC) Dogs: FIO2: 10%, 5-10 min hypoxia/cycle, 5-8 cycles/day, 20 days Attenuation of the NOS/NO system may contribute to IHC-induced protection of myocardium p y from ischemia-reperfusion p injury. j y IHC suppressed nitric oxide synthase activities in left and right ventricular myocardium myocardium. Ryou et al., Exp Biol Med, 2008 Hypoxia and chronic heart failure • • • • Clinical study at Montefiore Medical Center (Bronx, USA) Patients with chronic heart failure 3-4 hours/day, 3 days/week, 3 weeks Appoved by FDA....
