Sport et altitude - Université de Neuchâtel
publicité
Sport et altitude Effet de l’altitude sur l’environnement • Everest: 8848 m • La pression atmosphérique au niveau de la mer est de 760 mm/hg • Les valeurs de pression atmosphérique varient selon les conditions climatiques, les saisons ( à l ’Everest 243 mmHG en janvier et 255 mmHg en juin) • La pression atmosphérique pour une altitude donnée est un peu plus élevée à l’équateur • Quel que soit l ’altitude, l’air renferme toujours 20,93% O2, 0,03% CO2, 79,04% Azote. • Possibilité de simuler partiellement l’altitude en plaine : – Respiration de mélanges gazeux appauvris en oxygène – Caisson à dépression Température et altitude • La température de l’air diminue de 1° par 150 m • En altitude, l’air est plus sec – Pression partielle H2O à 20° pour une humidité relative de 100% : 17 mmHG, à -20°, 1 mmHG • L ’altitude augmente le risque de déshydratation : – L ’eau évaporée par respiration augmente avec l’air plus sec de l ’altitude – L’air sec augmente l’évaporation sudorale • Altitude 0 1000 2000 3000 4000 9000 Température (°C) 15 8,5 5 -4,5 -10,9 -43,4 Rayonnement solaire et altitude • Les rayons solaires sont moins absorbés en altitude (en particulier les UV) – Par diminution de la pression partielle H2O qui absorbe une part du rayonnement – Augmentation des rayons par la réflexion sur la neige – Plus proche de l’émission du rayonnement Dr Michel Hunkeler Av. Gare 1 2000 Neuchâtel cours d’anatomie/physiologie CEP Université de Neuchâtel 2004-2005 1 Autres effets de l’altitude • Diminution du degré d’hygrométrie avec l’altitude, parallèlement à la diminution de la pression barométrique • Diminution de la densité de l ’air (1,2 g/l à 0 m, 0,66 g/l à 6000m) • Diminution de la gravité Réponses physiologiques à l ’altitude • Respiratoires • cardio-vasculaires • métaboliques Adaptations respiratoires • Ventilation pulmonaire : – – – – – Augmente tant au repos qu’à l’effort avec l ’altitude A partir de 3000 m, augmentation du volume courant, dès 6000 m , augmentation de la fréquence respiratoire Il faut inspirer plus d’air en altitude pour apporter ulamême quantité d ’oxygène qu’en plaine Provoque en début de séjour en altitude une alcalose respiratoire la situation se stabilise après environ 1 semaine Equilibre acido-basique • La régulation du pH des liquides de l ’organisme est essentiel pour permettre les réactions biochimiques • pH du sang artériel est de 7.4, veineux et interstitielle de 7.35, intracellulaire 7.0 • Un pH sanguin artériel supérieur à 7,45 détermine une alcalose • Un pH artériel inférieur à 7,35 détermine une acidose • Les ions H+ sont produits par le métabolisme (dégradation anaérobie du glucose, lipolyse des triglycérides, transport du CO2 dans le sang sous forme bicarbonate, catabolisme des acides aminés) • Concentration sanguine des ions H+ réglée par : – systèmes tampons chimiques (agit immédiatement) – centre respiratoire cérébral (agit en 1-3 minutes) – mécanismes rénaux (agit sur des heures) • Tampons chimiques : – – – – – Acide carbonique - bicarbonate HCL + NaHCO3 H2CO3 + NaCl NaOH + H2CO3 NaHCO3 + H2O phosphate disodique - phosphate monosodique protéinate - protéine • Régulation respiratoire de la concentration en ions hydrogène – CO2 + H2O Dr Michel Hunkeler Av. Gare 1 2000 Neuchâtel H2CO3 acide carbonique H+ + HCO3ion bicarbonate cours d’anatomie/physiologie CEP Université de Neuchâtel 2004-2005 2 – L’augmentation du PH sanguin (alcalose) diminue l’activité du centre respiratoire – La diminution du PH sanguin (acidose) augmente l’activité du centre respiratoire • Régulation respiratoire de l’équilibre acido-basique est plus lente que la régulation chimique mais a un plus grand potentiel. • Le doublement de la ventilation peut augmenter le pH sanguin de 0,2 • Un arrêt respiratoire de 1 mn abaisse le pH sanguin à 7,1 Dr Michel Hunkeler Av. Gare 1 2000 Neuchâtel cours d’anatomie/physiologie CEP Université de Neuchâtel 2004-2005 3 Adaptation respiratoire à l ’altitude • Hyperventilation en altitude provoque une élimination accrue de CO2 et une alcalose respiratoire • L’organisme s’adapte en augmentant l’élimination des ions bicarbonates par les reins. • L ’organisme en altitude présente initialement une alcalose qui n’est que transitoire • Diffusion pulmonaire et transport de l’oxygène : – Taux de saturation de l ’hémoglobine est de 98% au niveau de la mer contre 92% à 2400 m • Les échanges gazeux musculaires – PO2 artériel de 100 mm Hg et PO2 tissulaire à 40 mm Hg au niveau de la mer – PO2 artériel de 60 mm Hg et PCO2 à 40 mm Hg tissulaire à 2400 m – 70% de réduction du gradient de pression partielle d ’oxygène • Consommation maximale d ’oxygène : – Diminue avec l ’altitude – La diminution est surtout en relation avec la baisse de la pression barométrique Effets de l’altitude sur le système cardio-vasculaire • Débit cardiaque : – Augmente avec l ’altitude – Accélération du rythme cardiaque, baisse du volume d’éjection systolique due à la baisse du volume plasmatique – Après 10 jours en altitude, le débit cardiaque pour un effort donné s’abaisse – Le débit cardiaque maximal, le volume systolique maximal et le débit maximal ne varient pas avec l’altitude ne se modifie qu’en début de séjour. En situation chronique, la fréquence cardiaque maximale et donc le débit diminuent (effet de l’hypoxie sur le nœud sinusal) • Le volume plasmatique tend à diminuer • Le volume sanguin diminue et augmentation de l’hématocrite • Ensuite, augmentation du nombre de globules rouges pour augmenter le transport de l ’oxygène et augmentation du volume sanguin total Dr Michel Hunkeler Av. Gare 1 2000 Neuchâtel cours d’anatomie/physiologie CEP Université de Neuchâtel 2004-2005 4 Modifications sanguines avec l ’altitude • Augmentation de la concentration des érythrocytes et de l’hémoglobine. Les plaquettes et les globules blancs ne changent pas • Exemple au Pérou entre Lima (0 m) et Morococha (4540 m) : Lima Morococha Nbre de globules rouges Hémoglobine 5 millions 15,6 g 6,4 millions 20,1 g Hématocrite 46,6% 59,5% • Le volume sanguin augmente mais par l’augmentation des globules rouges, le plasma reste stable ou diminue • Augmentation des globules rouges par augmentation de l’erythropoïetine en fonction inverse de la concentration d’oxygène artérielle • Augmentation de la viscosité sanguine (facteur d’augmentation du travail cardiaque) Effet de l’altitude sur les tissus • Augmentation du nombre de capillaires musculaires • Augmentation des mitochondries • Augmentation de l’activité de certaines enzymes du métabolisme oxydatif Dr Michel Hunkeler Av. Gare 1 2000 Neuchâtel cours d’anatomie/physiologie CEP Université de Neuchâtel 2004-2005 5 Performance en altitude • • • • L ’endurance est le plus sévèrement touchée par l’altitude Diminution de la VO2 max de 25% par rapport au niveau de la mer au niveau de l ’Everest Dans les efforts inférieurs à 1 minute, la performance n’est que peu altérée La baisse de la densité de l’air permet de meilleures performances dans les sprints et les sauts (Mexico 68) L’acclimatation à l ’altitude • Même en séjournant plusieurs années en altitude, on n’obtient pas les mêmes niveaux de VO2 max qu’en plaine • Adaptations sanguines : – Augmentation du nombre de globules rouge. Le manque d ’oxygène stimule la production de l ’érythropoïétine – Après 6 mois à 4000m le volume sanguin augmente de 10% • Adaptations musculaires : • Adaptations cardio-respiratoires : – A 4000 m, augmentation de la ventilation de 50% au repos – La VO 2 max s ’améliore après quelques semaines de séjour en altitude (par rapport à la valeur du début de séjour) Dr Michel Hunkeler Av. Gare 1 2000 Neuchâtel cours d’anatomie/physiologie CEP Université de Neuchâtel 2004-2005 6 Performance et altitude • Effet de l ’entraînement sur la performance en plaine • Comment s’entraîner pour une compétition en altitude Effet de l ’entraînement en altitude sur la performance • Problèmes: – Limitation de la charge d’entraînement possible en altitude – Fonte musculaire – Déshydratation • Bénéfices: – Polyglobulie (augmentation du nombre de globules rouges) – Augmentation du taux d’hémoglobine • Effet sur la performance mis en doute Effet sur le métabolisme anaérobie • Aptitude anaérobie alactique n’est pas modifiée avec l’altitude • Pour un niveau d’exercice donné, la lactémie est plus élevée en altitude. Mais avec l’acclimatation elle est plus basse qu’au niveau de la mer Comment se préparer à une compétition en altitude • • • • Faire une compétition dans les premières 24 heures après l’arrivée en altitude S’acclimater avec un entraînement de 2 semaines en altitude avant la compétition. Pour une acclimatation parfaite, compter 4 à 6 semaines Les altitudes permettant de bénéficier au maximum de l’acclimatation se situent entre 1500 et 3000 m • En début de séjour en altitude, il faut diminuer la charge d’entraînement de 30-40% Dr Michel Hunkeler Av. Gare 1 2000 Neuchâtel cours d’anatomie/physiologie CEP Université de Neuchâtel 2004-2005 7 Lancer et saut en altitude • Energie explosive, pas d’effet de l’altitude sur le métabolisme • Diminution de la densité de l’air, donc des résistances par frottement • Amélioration estimée à 2000 m (Mexico): – – – – 6 cm lancer du poids 53 cm au marteau 69 cm au javelot 162 cm au disque Problèmes et dangers de l ’altitude • Froid • Exposition solaire • Mal des montagnes Mal aigu des montagnes • Dépend de : – l ’altitude – la vitesse d ’ascension – sensibilité personnelle • Fréquence: – 0,1% population à 3000 m – 53% population à 5000 m – Plus fréquent chez la femme Signes du mal des montagnes • Céphalées : 96% des cas • Vertiges, bourdonnements d’oreille, troubles visuels • Insomnies : 70% des cas • Perte de mémoire, du jugement • Anorexies : 38% des cas • Nausées : 35% des cas • Vomissement • Dyspnée anormale d’effort et de repos Dr Michel Hunkeler Av. Gare 1 2000 Neuchâtel cours d’anatomie/physiologie CEP Université de Neuchâtel 2004-2005 8 Score Définition du MAM Conduite à tenir 1à3 Léger Aspirine ou paracétamol 4à6 Modéré Aspirine, repos et stopper la progression en altitude >6 Sévère Descente Mal des montagnes • • • • • Touche plutôt les personnes qui ont une mauvaise réponse ventilatoire à l ’hypoxie La mauvaise adaptation respiratoire provoque probablement une accumulation de CO2 Le mal des montagnes s’accompagne de troubles du sommeil En altitude, les malades présentent une respiration de type Cheynes-Stokes Prévenir le mal des montagnes : – – – – Pas d’effet de l’entraînement préalable Ascension progressive dès 3000m Pas de dénivelé quotidien de plus de 300m dès 3000m Prévention médicale avec la cortisone ou l ’acétazolamide (Diamox, diurétique) • En cas de mal des montagnes : – Redescendre à une altitude inférieure – Médicaments comme pour la prévention Œdème pulmonaire d ’altitude • • • • • • • Peut survenir lors d’ascension au-dessus de 2700 m Il s’agit d’une accumulation de liquide dans les poumons Plus de danger chez l’enfant En général, suit le mal aigu des montagnes Favorisé par le froid, la déshydratation, une ascension rapide, une activité physique intense Débute après 6 heures de séjour en altitude Signes cliniques : – – – – Toux Expectoration mousseuse, parfois hémorragique Cyanose Tachycardie • L’œdème du poumon provoque une accélération de la respiration, une fatigue • Il apparaît une mauvaise oxygénation du sang avec une cyanose • Plus tardivement apparaissent un état confusionnel, puis une perte de connaissance Dr Michel Hunkeler Av. Gare 1 2000 Neuchâtel cours d’anatomie/physiologie CEP Université de Neuchâtel 2004-2005 9 • Traitement: – – – – Descendre Apporter de l ’oxygène Diurétiques Caisson hyperbar L’œdème cérébral d’altitude • • • • • Accumulation de liquide dans les espaces cérébraux Apparition de troubles mentaux puis d’un coma et le décès A partir de 4300 m Cause inconnue Traitement comme l’œdème aigu du poumon Dr Michel Hunkeler Av. Gare 1 2000 Neuchâtel cours d’anatomie/physiologie CEP Université de Neuchâtel 2004-2005 10
