Adaptations cardiovasculaires en conditions extrêmes

Adélaïde Robert-Géraudel

7 avril 2011

Paris, France — Le système cardiovasculaire d'un sujet sain est capable de s'adapter à des conditions extrêmes pour répondre aux besoins métaboliques périphériques, participer à la thermorégulation et compenser les variations volémiques. Lors du 4e Forum européen Cœur, Exercice et Prévention, le Dr Stéphane Doutreleau (CHU de Strasbourg) a expliqué ces mécanismes d'adaptation [1].

L'altitude et les températures élevées représentent les deux principales difficultés, surtout à l'exercice, a-t-il rappelé. L'adaptation passe alors par des modifications du débit cardiaque (fréquence cardiaque, volume d'éjection systolique), de la pression artérielle et par des modifications du débit musculaire et cutané.

Altitude, chaleur et froid extrêmes

Lors d'un séjour en altitude, au repos, l'activité sympathique augmente, de même que la pression artérielle pulmonaire, qui s'élève très rapidement dans un premier temps. Elle diminue en quelques jours, mais reste supérieure à ce qu'elle est à faible altitude. Le rythme cardiaque, par ailleurs, suit la même évolution. Enfin, la pression artérielle augmente de manière plus modérée, avant de se stabiliser.

La température corporelle a également une influence. Elle peut être augmentée par l'exercice ou par un environnement chaud.

« Une augmentation de 1°C à 2°C est bénéfique sur le plan du rendement musculaire. Mais au-delà, des ajustements cardio-circulatoires sont nécessaires pour maintenir une température centrale admissible » indique le Dr Doutreleau.

Le débit cardiaque augmente alors très rapidement (10 minutes) sous une forte sollicitation chronotrope.

Débits cardiaque et cutané à 37° et 39°C


37° C
39° C
Débit cutané au repos
300 mL/min
7,500 mL/min
Débit cardiaque au repos
5 L/min
10-12 L/min

« Chez l'animal, si on inhibe ces ajustements, l'animal décède en quelques minutes », précise le Dr Doutreleau.

Chaleur + exercice : une difficulté supplémentaire

À l'exercice, il existe un challenge supplémentaire, avec une compétition entre le débit sanguin musculaire et cutané. Il y a une baisse des performances maximales et une hypovolémie.

« À puissance constante, on est obligé d'augmenter le débit et la fréquence cardiaques. Si ensuite on transpire, le débit va chuter, malgré la sollicitation chronotrope », note le Dr Doutreleau. « À un moment donné on s'arrête, car on ne peut plus poursuivre l'exercice ».

Dans ce cadre, la réhydratation est « nécessaire et bénéfique », poursuit-il, à la fois sur le plan hémodynamique et sur le plan de la température centrale. « En ambiance chaude, on est très dépendant de la volémie. Le fait de se réhydrater permet de restaurer la relation pression/volume ».

La température idéale pour l'exercice ? 10-15° C

« En ambiance froide, l'adaptation est moins sollicitante », estime le Dr Doutreleau. Il existe peu de variation du débit cardiaque, du volume d'éjection systolique et de la fréquence cardiaque. En revanche, le retour veineux augmente, de même que la post-charge et la consommation d'oxygène par le myocarde. La circulation coronaire s'adapte avec une vasodilatation importante.

In fine, quelle est la température idéale permettant de ne pas trop solliciter d'adaptations cardiovasculaires ? Pour les épreuves longues en endurance, la température idéale se situe entre 10° C et 15° C, répond le Dr Doutreleau, et 11° C pour un exercice long d'intensité modérée.

Reste une question : quel est l'effet des pathologies cardiovasculaires sur ces stratégies d'adaptation ? La réponse est aujourd'hui encore mal connue, estime le Dr Doutreleau, tout comme les effets des traitements chronotropes ou inotropes négatifs.

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