Quatrième partie
ERYTHROPOIETINE (EPO), FACTEUR INDIQUE PAR L'HYPOSSIA (HIF) ET L'HYPERTENTILATION
L’EPO est reconnue depuis longtemps comme le régulateur physiologique de la production de globules rouges. Il est principalement produit dans les reins en réponse à l'hypoxie et au chlorure de cobalt.
La plupart des cellules exposées à l'hypoxie sont à l'état de repos, ce qui réduit la synthèse d'ARNm d'environ 50 à 70%. Certains gènes, comme le facteur induit par l'hypoxie, sont plutôt stimulés.
HIF est une protéine contenue dans le noyau de la cellule qui joue un rôle fondamental dans la transcription des gènes en réponse à l'hypoxie. Il s’agit en fait d’un facteur de transcription codant pour les protéines impliquées dans la réponse hypoxique et fondamental pour la synthèse de l’érythropoïétine.
Dans des conditions hypoxiques, la voie du capteur d'oxygène (pour de nombreuses cellules, le cytochrome a3) est bloquée, ce qui augmente le facteur HIF. Les événements survenant en aval du capteur pour activer l'expression du gène EPO nécessitent une nouvelle synthèse de protéines et la production de facteurs de transcription spécifiques. Dans le noyau commence la transcription du gène EPO sur le chromosome.
L'hyperventilation se produit au repos dès environ 3400 m (proportionnellement au quota atteint). L’hypoxie aiguë stimule les chimiorécepteurs (en particulier les glomes carotidiens), sensibles à la diminution de la PO2 dans le sang artériel, ce qui peut augmenter la ventilation jusqu’à environ 65%.
Après quelques jours de séjour en altitude, une "acclimatation ventilatoire" est établie, caractérisée par une augmentation évidente de la ventilation pulmonaire au repos.
L'exercice, tant dans l'hypoxie aiguë que chronique, provoque une hyperventilation beaucoup plus élevée qu'au niveau de la mer; la cause en est une augmentation de l'activité des chimiorécepteurs et des centres respiratoires causée par la réduction de la pression partielle d'O2.
Enfin, il convient de noter que le coût énergétique de la ventilation pulmonaire augmente en altitude en raison de l’hyperventilation. En fait, selon les résultats des études menées par Mognoni et La Fortuna en 1985, à des niveaux variant de 2300 à 3500 m, le coût énergétique de la ventilation pulmonaire aurait été de 2, 4 à 4, 5 fois plus élevé qu'au niveau de la mer (avec le même effort). ).
Le pH moyen du sang dans des conditions normoxiques est de 7, 4. L'hyperventilation survenant lors de l'ascension à haute altitude, en plus d'avoir pour effet d'augmenter la quantité d'oxygène disponible pour les tissus, entraîne une augmentation de l'élimination du dioxyde de carbone avec l'expiration. La diminution consécutive de la concentration de CO2 dans le sang entraîne un déplacement du pH sanguin vers l'alcalinité, atteignant des valeurs de 7, 6 (alcalose respiratoire).
Le pH du sang est influencé par la concentration dans le sang des ions bicarbonate [HCO3-], qui représentent la réserve alcaline de l'organisme. Pour compenser l’alcalose respiratoire, lors de l’acclimatation, l’organisme augmente l’excrétion de l’ion bicarbonate dans l’urine, ramenant le pH sanguin à un niveau normal. Ce mécanisme compensatoire de l'alcalose respiratoire qui se produit chez le sujet parfaitement acclimaté a pour conséquence la réduction de la réserve alcaline, et donc du pouvoir tampon du sang, par exemple de l'acide lactique produit lors de l'exercice physique. En fait, il est connu que chez les patients acclimatés, la "capacité lactique" est considérablement réduite.
Après environ 15 jours de permanence en altitude, on observe une augmentation progressive de la concentration de globules rouges dans le sang circulant (polyglobulie), plus le pourcentage est élevé, atteignant les valeurs maximales au bout de six semaines environ. Ce phénomène représente une nouvelle tentative de l’organisme pour compenser les effets négatifs de l’hypoxie. En fait, la pression partielle réduite de l'oxygène dans le sang artériel provoque une sécrétion accrue de l'hormone érythropoïétine, qui stimule la moelle osseuse à augmenter le nombre de globules rouges afin de permettre à l'hémoglobine contenue dans celles-ci de transporter une plus grande quantité de globules rouges. O2 aux tissus. En outre, avec les globules rouges, la concentration en hémoglobine [Hb] et la valeur de l'hématocrite (Hct), c'est-à-dire le pourcentage en volume de globules sanguins par rapport à sa partie liquide (plasma), augmentent également. L'augmentation des concentrations d'hémoglobine [Hb] s'oppose à la réduction de la PO2 et peut augmenter de 30 à 40% lors de longs séjours en haute altitude.
De plus, la saturation en O2 de l'hémoglobine subit des modifications avec l'altitude pssando d'une saturation d'environ 95% au niveau de la mer à 85% entre 5000 et 5500 m d'altitude. Cette situation crée de graves problèmes de transport de l'oxygène vers les tissus, en particulier lors du travail musculaire.
Sous le stimulus de l'hypoxie aiguë, la fréquence cardiaque augmente, pour compenser avec un plus grand nombre de battements par minute, la disponibilité plus faible en oxygène, tandis que le débit systolique diminue (c'est-à-dire diminue la quantité de sang que le cœur pompe à chaque battement). Dans l'hypoxie chronique, la fréquence cardiaque revient à des valeurs normales.
La fréquence cardiaque maximale d'exercice souffre, à la suite d'une hypoxie aiguë, d'une limite limitée et à peine influencée par l'altitude. Chez le sujet acclimaté, en revanche, la fréquence cardiaque maximale d’exercice est fortement réduite proportionnellement au niveau atteint.
Ex.: FC max du stress au niveau de la mer: 180 pulsations par minute
Efficace MAX FC à 5000 m: 130-160 battements par minute
L’hypoxie aiguë augmente temporairement pendant que la pression artérielle systémique augmente, alors que chez le sujet acclimaté, les valeurs sont similaires à celles enregistrées au niveau de la mer.
L'hypoxie semble exercer une action directe sur la musculature des artères pulmonaires, provoquant une vasoconstriction et une augmentation significative de la pression artérielle dans le district pulmonaire.
Les conséquences de l’altitude sur le métabolisme et sur la capacité de performance ne peuvent pas être facilement schématisées. Il existe en fait plusieurs variables à prendre en compte, liées aux caractéristiques individuelles (telles que l’âge, les conditions de santé, le temps passé, les conditions d’entraînement et l’altitude, type d'activité sportive) et de l'environnement (par exemple, l'altitude de la région où la performance est effectuée, les conditions climatiques).
En ce qui concerne les effets sur le métabolisme énergétique, on peut dire que l'hypoxie provoque, une limitation à la fois au niveau des processus aérobies et anaérobies. En fait, il est connu que, dans l'hypoxie aiguë comme dans l'hypoxie chronique, la puissance aérobie maximale (VO2 max) diminue proportionnellement avec l'altitude. Cependant, jusqu’à environ 2500 m d’altitude, les performances sportives de certaines performances sportives, telles que la course de 100 m sur 200 m, ou les compétitions de lancement ou de saut (dans lesquelles les processus aérobies ne sont pas affectés) s’améliorent légèrement. Ce phénomène est lié à la réduction de la densité de l'air, ce qui permet une légère économie d'énergie.
La capacité lactique après un effort maximal dans l'hypoxie aiguë ne change pas par rapport au niveau de la mer. Après acclimatation, en revanche, il subit une nette réduction, probablement en raison de la diminution de la capacité tampon de l'organisme en cas d'hypoxie chronique. En effet, dans ces conditions, l’accumulation d’acide lactique provoquée par un effort physique maximal entraînerait une acidification excessive de l’organisme, qui ne pourrait pas être tamponnée par la réserve alcaline réduite du fait de l’acclimatation.
En règle générale, les excursions jusqu’à 2000 m d’altitude ne nécessitent pas de précautions particulières pour les personnes en bonne santé et entraînées. Dans le cas d'excursions particulièrement exigeantes, il est conseillé d'atteindre l'altitude la veille afin de permettre à l'organisme de s'adapter le moins possible à l'altitude (ce qui peut provoquer une tachycardie modérée et une tachypnée) afin de permettre une activité physique sans fatigue excessive.
Lorsque vous avez l’intention d’atteindre des altitudes comprises entre 2000 et 2700 m, les précautions à prendre ne diffèrent pas beaucoup des précédentes, il est conseillé de ne pas attendre plus longtemps (2 jours) avant de commencer une excursion, alternativement, vous pouvez atteindre la localité progressivement, éventuellement avec vos propres ressources physiques, en commençant la randonnée à un niveau proche de ceux où vous restez habituellement.
Si vous entreprenez des randonnées exigeantes de plusieurs jours à des altitudes comprises entre 2 700 et 3 200 m d'altitude, vous devez diviser les montées en plusieurs jours, en prévoyant une montée à l'altitude maximale suivie d'un retour à de plus basses altitudes.
Le rythme des déplacements pendant les excursions doit être constant et de faible intensité pour éviter les phénomènes d'apparition précoce de fatigue due à l'accumulation d'acide lactique.
Nous devons également toujours garder à l'esprit que même à des hauteurs supérieures à 2300 m, l'entraînement à la même intensité que celles au niveau de la mer est pratiquement impossible et que, lorsque l'altitude augmente, l'intensité des exercices est proportionnellement réduite. À des altitudes voisines de 4000 m, par exemple, les skieurs de fond peuvent supporter des charges d'environ 40% du VO2 max par rapport à celles au niveau de la mer qui représentent environ 78% du VO2 max. Sur plus de 3200 m, les randonnées exigeantes de plusieurs jours, recommandent de rester à des altitudes inférieures à 3000 m pendant une période allant de quelques jours à une semaine, temps d’acclimatation utile pour éviter ou au moins réduire les problèmes physiques produits par l'hypoxie.
Il est nécessaire de préparer l’excursion avec un entraînement adapté à l’intensité et à la difficulté de l’excursion, afin de ne pas risquer de mettre en danger sa propre sécurité et celle de ceux qui nous accompagnent, ainsi que celle des sauveteurs.
La montagne est un environnement extraordinaire dont il est possible de vivre de nombreux aspects, en s’abandonnant à des expériences uniques et personnelles, comme la satisfaction intime de traverser et d’atteindre des lieux magiques, en profitant de splendides environnements naturels, loin du chaos et de la pollution. des villes.
Au terme d'une excursion exigeante, les sentiments de bien-être et de sérénité qui nous accompagnent nous font oublier les difficultés, les difficultés et les dangers auxquels nous avons parfois été confrontés.
Nous devons toujours garder à l’esprit que les risques en montagne peuvent être multipliés par les caractéristiques particulières et extrêmes de l’environnement lui-même (altitude, climat, caractéristiques géomorphologiques), pour lesquelles de simples promenades dans les bois ou des randonnées exigeantes doivent toujours être planifiées de manière proportionnée et conséquente. conditions physiques et préparation technique de chaque participant, en s’organisant de manière responsable et en laissant de côté les compétitions inutiles.
Globalement, les études indiquent qu’après l’acclimatation, on observe une augmentation significative de l’hémoglobine (Hb) et de l’hématocrite (Hct), les deux paramètres les plus simples et les plus étudiés. Mais en entrant dans les détails, nous réalisons que les résultats sont loin d’être univoques, à la fois en raison des protocoles différents utilisés et de la présence de facteurs "confondants". Par exemple, il est connu que l'acclimatation à l'hypoxie entraîne une réduction du volume plasmatique (VP) et par conséquent une augmentation relative des valeurs de Hct. Ce processus pourrait être dû à une perte de protéines plasmatiques, à une augmentation de la perméabilité capillaire, à une déshydratation ou à une augmentation de la diurétiurèse. De plus, pendant l'exercice, une redistribution de la VP se produit du lit vasculaire à l'interstitium musculaire, en raison d'une augmentation de la pression osmotique des tissus et d'une plus grande pression hydrostatique capillaire. Ces deux mécanismes suggèrent que, chez les athlètes déjà acclimatés à une altitude élevée, le volume plasmatique peut diminuer de manière significative lors d'exercices intenses menés dans l'hypoxie.
Le stimulus hypoxique (naturel ou artificiel) de durée adéquate entraîne donc une augmentation réelle de la masse érythrocytaire, avec toutefois une certaine variabilité individuelle. Toutefois, dans le but d’améliorer les performances, d’autres adaptations périphériques risquent de se produire, telles que l’augmentation de la capacité des tissus musculaires à extraire et à utiliser l’oxygène. Cette affirmation est vraie tant chez les sujets sédentaires que chez les athlètes, à condition que ces derniers soient capables de s'entraîner avec une charge de travail d'intensité suffisante pour rester compétitifs.
En conclusion, on peut dire que l'exposition à des conditions climatiques différentes de celles qui sont habituelles représente un événement stressant pour l'organisme; la haute altitude est un défi non seulement pour le grimpeur mais également pour le physiologiste et le médecin.
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Edité par: Lorenzo Boscariol
