Sport et altitude - Université de Neuchâtel

Dr Michel Hunkeler cours d’anatomie/physiologie 2004-2005 1
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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 Température (°C)
0 15
1000 8,5
2000 5
3000 -4,5
4000 -10,9
9000 -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

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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 H2CO3 H+ + HCO3-
acide carbonique ion bicarbonate

– 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
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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
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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) :
Nbre de globules rouges Hémoglobine Hématocrite
Lima 5 millions 15,6 g 46,6%
Morococha 6,4 millions 20,1 g 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
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• Augmentation de l’activité de certaines enzymes du métabolisme oxydatif