Modifications physiologiques Modifications physiologiques et pathologiques et pathologiques en haute altitude en haute altitude Jean Jean - - Paul Richalet Paul Richalet CHU Bobigny CHU Bobigny Universit Universit é é Paris 13 Paris 13
Modifications physiologiquesModifications physiologiqueset pathologiques et pathologiques en haute altitudeen haute altitude
JeanJean--Paul RichaletPaul RichaletCHU BobignyCHU Bobigny
UniversitUniversitéé Paris 13Paris 13
DEFINITION BIOLOGIQUE DE L'ALTITUDEDEFINITION BIOLOGIQUE DE L'ALTITUDE
8848 m
Très haute altitude
5500 m
Haute altitude
2000 m
Moyenne altitude
Basse altitude
1000 m
vie impossible ?
vie permanenteimpossible
effets ressentisau repos
pas d'effet
effets sur la performancemaximale
densitdensitééBaisse de la Baisse de la pressionpressionbarombaroméétrique et detrique et dela densitla densitéé de lde l ’’airairen fonction en fonction de lde l ’’altitudealtitude
HYPOXIE =Manque d’oxygène
00 100100 200200 300300 400400 500500 600600 700700
10001000
20002000
3000300040004000
500050006000600070007000
8000800090009000
760760
PPBB
Mont Everest (8848 m)Mont Everest (8848 m)
Mont Blanc (4807 m)Mont Blanc (4807 m)
La La Paz Paz (3600 m)(3600 m)
Mexico (2235 m)Mexico (2235 m)
00 2525 5050 7575 100100 125125 150150
0,40,4 0,60,6 0,80,8 1,01,0 1,21,2 (g/l)(g/l)
PPBB ((mmHgmmHg))
PPiOiO22 ((mmHgmmHg))
PiO2= FiO2 x (PB-PH2O)
L’environnement de haute altitude
Everest face nord
Arête terminale Everest
Trekking Tour des Annapurnas
Raid sportif en haute altitude
Tourisme à Lhassa
Populations de haute altitude - Altiplano
Travail en haute altitudeCerro de Pasco, 4350mPérou
Collahuasi, 4500mChili
Populations de haute altitude - Himalaya Karakoram
Accès facile à la haute altitude
La Pazaéroport 4050mville 4000 à 3200m
PérouRoute transversalecentrale
Everest : 8848m
• Première ascension avec oxygène en bouteille:– 1953 : E. Hillary et S. Tensing
• Première ascension sans oxygène– 1978: R. Messner et P. Habeler– en 1924: Norton et Somervell atteignent 8500m
• 54 ans pour faire 348 m ! • soit 2 mmHg de pression d'oxygène dans le sang
– Depuis 1978, seulement 80 grimpeurs ont réussi cet exploit
ProgressionProgression profileprofile
Experimental periods SL: sea levelHA1 to HA5: high altitudeRSL: return to sea level
Days in the chamber
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
-11 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 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 36
night
SL
HA1
HA2
HA3
HA4
HA5
Recovery periodbefore the last ìassaultî
Pre-acclimatizationat Vallot
RSL
10 to 16/03 25 to 31 /03
01/04 02/05
Sim
ulat
ed a
ltitu
de (m
)Operation Operation EVEREST III (COMEX 97)EVEREST III (COMEX 97)
422
324
760
370
284
253
at 8848m:30.7 ± 3.7
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
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
Days in the Chamber
Variations in Variations in arterial arterial POPO22
PaO
2(m
m H
g)
0 0 5000
5500
6000
6500
7000 5000 8000
8848
5750 6500 7000
6500
simulatedaltitude
Operation EVEREST III (COMEX 97)
La puissance maximaleLa puissance maximaleaaéérobie (VOrobie (VO22max) max)
diminue avec ldiminue avec l’’altitudealtitude
Quels sont les facteursQuels sont les facteurslimitants de la performance ?limitants de la performance ? Sommet deSommet de
ll ’’EverestEverest
100100
8080
6060
4040
2020
00V
0V
0 22m
ax
(% N
M)
max
(%
NM
)760760 700700 600600 500500 400400 300300 200200
PB (mmHg)
00 11 22 33 44 55 66 77 88 99 1010
Altitude (Altitude (kmkm))
L’action immédiate de l’hypoxie d’altitude :
La stimulation des chémorécepteurs carotidiens
avec deux conséquences ...- l’hyperventilation- l’activation du système adrénergique
La ventilation augmente au repos et pour chaque niveau d’exercice
Réponseventilatoireà l’hypoxie
RVH=ΔVe/ΔSa
Test à l’hypoxie: FIO2=11,5%, puissance 30% VO2max
Saturation artSaturation artéérielle en Orielle en O22 en haute altitudeen haute altitude
ReposRepos
Exercice maximalExercice maximal
Altitude (m)Altitude (m)
00 50005000 60006000 70007000 80008000 884888486060
7070
8080
9090
100100Sa
OSa
O22
(%)
(%)
Fréquence cardiaque à l’exercice en hypoxie aiguë et chronique
40
60
80
100
120
140
160
180
200
Fréq
uenc
e ca
rdia
que
(b/m
in)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Altitude (km)
maximal, aigu
maximal, chronique
repos, aigu
repos, chronique
Fonction cardiovasculaire normale en altitude
• 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• Pas ou peu d'augmentation de la pression artérielle
systémique
Concentration d ’hémoglobine en fonction de l ’altitude et de la durée du séjour
2000 4000 6000
8 sem
4 sem2 sem
1 sem
SL
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24 Hémoglobine (g/100 ml)
Altitude (m)
4 sem
Evolution de la concentration sérique d ’EPO et du nbde globules rouges au cours d ’un séjour à 4350 m.
0 1 2 3 4 5 6 7
Globules rouges
EPO
Temps (jours)
Modifications du sommeil en altitude
Hypnogramme, niveau de la mer
Hypnogramme, haute altitude
Augmentation de la latence d’endormissement
Sommeil lent profond diminué
Réveils intercurrents plus fréquents
Conservation du sommeil paradoxal
Respiration périodique en altitude
DDééclin de la performance mentale et clin de la performance mentale et physique en haute altitudephysique en haute altitude
performance mentale
performance physique
altitude
Pathologie liPathologie liéée e àà la haute altitudela haute altitude
Jean-Paul RichaletChristian Rathat
Philippe Larmignat
Association pour la Recherche en Physiologie de l’Environnement
Les différentesphases d ’adaptationà la haute altitude
… en fonctionde l ’altitude.
Pathologie liPathologie liéée e àà la haute altitudela haute altitude• Mal aigu des montagnes bénin (MAM)• Œdème localisé de haute altitude (OLHA)• Mal des montagnes compliqué
– Œdème pulmonaire de haute altitude (OPHA)– Œdème cérébral de haute altitude (OCHA)
• Maladies hémorragiques, ischémiques et thromboemboliques de haute altitude– Hémorragies rétiniennes de haute altitude (HRHA)– Accidents thromboemboliques– Accidents ischémiques transitoires
• Polyglobulie chronique d’altitude (Maladie de Monge)
Fréquence du MAM en fonction de l'altitude
0
20
40
60
80
100
1000 2000 3000 4000 5000 6000
Altitude (m)
r = 0.85
MAM Mal aigu des montagnes
• Population exposée– Randonneurs, trekkeurs, alpinistes– Touristes (voyages culturels)– Travailleurs
• Installations sportives (stations de ski)• Astronomes, ingénieurs (observatoires)• Mineurs, prospection pétrolière (Chili)
MAM Mal aigu des montagnes
• Circonstances de survenue– Altitude variable selon les individus: 1800 à 3500 m– Délai: 4 à 8 heures après l’arrivée en altitude– Evolution: 3 à 4 jours– Cycle: intensité maximale la nuit et le matin au réveil
MAM Mal aigu des montagnes
• Signes cliniques– Céphalées– Nausées, anorexie– Insomnie– Vertiges
– Céphalées résistantes aux antalgiques (aspirine, paracétamol)
– Vomissements
– Dyspnée de repos– Fatigue anormale ou trop intense– Diminution de la diurèse
1 point
2 points
3 points
Score de Hackett: entre 1 et 3 points MAM léger entre 4 et 6 points MAM modéréau delà de 6 points MAM sévère
MAM – Oedème localisé de haute altitude
MAM Mal aigu des montagnes
• Facteurs favorisants– Altitude élevée– Dénivelé important
(> 400m entre 2 nuits, au delà de 3000m, en début de séjour)– Exercice intense– Déshydratation– Anxiété (premier séjour)
• Facteurs prédisposants– Faible chémosensibilité à l’hypoxie– Sexe (femme plus sensible à l’œdème localisé de haute altitude)– Obésité– Migraine
MAM Mal aigu des montagnes
• Traitement préventif– Acclimatation par une montée progressive
• < 400 m / nuit de dénivelé• en moyenne sur 2 jours consécutifs• au delà de 3000 m, en début du séjour
– Acétazolamide (2 x 125 mg / jour, dès la veille)• Indications: - sujet mauvais répondeur (test à l’hypoxie)
- antécédents de MAM sévère- acclimatation progressive impossible
• Contre-indications: * coliques néphrétiques à répétition* allergie aux sulfamides * risque de décollement de rétine
• Effets indésirables: - paresthésies (très limitées, à 250 mg/j), - goût altéré des boissons gazeuses
MAM Mal aigu des montagnes
• Traitement curatif– MAM léger
• Antalgiques simples: aspirine, paracétamol
– MAM modéré• Antalgiques simples + repos, arrêt de la progression
– MAM sévère• Antalgiques simples (+ Diamox 250 à 500mg)• Redescente ou caisson de recompression (1 heure)
OPHA Œdème pulmonaire de haute altitude
• Caractéristiques principales– Il peut être fatal– Il survient chez des sujets jeunes en pleine santé– Il existe une grande susceptibilité individuelle– Il régresse rapidement sous traitement
… personne ne devrait mourir d’OPHA
Schoene, 1985
OPHA Œdème pulmonaire de haute altitude
• Circonstances de survenue– Altitude variable, entre 2000 et 7000 m
– 63% des cas dans les 3 premiers jours
– souvent la soirée ou la nuit suivant un exercice intense, lors de l’arrivée au delà de 4000 m, en début de séjour
OPHA Œdème pulmonaire de haute altitude
• Signes cliniques – début: dyspnée anormale, asthénie intense
toux sècheMAM parfois associé
– phase d’état : cyanosedyspnée de reposrâles pulmonairestachycardiefièvreexpectoration typique
– évolution: décès dans 44% des cas non traités• guérison rapide et sans séquelles si REDESCENTE entreprise
rapidement
OPHA Œdème pulmonaire de haute altitude
• Examens complémentaires – Rx pulmonaire: images alvéolaires diffuses,
individualisées, puis confluentes
– Gazométrie: hypoxémie + normo ou hypocapnie
– ECG : surcharge droite
– Hémodynamique: HTAP mais Pcap bloquée normale
– Lavage broncho-alvéolaire: protéines de haut PM, neutrophiles, leucotriènes, thromboxane, fragments du complément…
= œdème de perméabilité
Œdème pulmonaire de haute altitude 1
Chamonix, J+0
Chamonix, J+2
Œdème pulmonaire de haute altitude 3
Tignes, J+0
Tignes, J+4
Œdème pulmonaire de haute altitude 4
Ladakh, J+0
Ladakh, J+2
Ladakh, J+4
OPHA Œdème pulmonaire de haute altitude
• Facteurs favorisants– Altitude élevée– Dénivelé important
(> 400m entre 2 nuits, au delà de 3000m, en début de séjour)– Exercice intense, froid– Infection ORL ou broncho-pulmonaire pré-existante– Déshydratation (diarrhée)– Anxiété (premier séjour)
• Facteurs prédisposants– Faible chémosensibilité à l’hypoxie– Réponse pressive pulmonaire exagérée– Âge : < 18 ans (œdème de ré-entrée)– Facteur génétique ?
OPHA Œdème pulmonaire de haute altitude
• Diagnostic différentiel– Insuffisance cardiaque gauche et œdème cardiogénique
• Sujets jeunes, sportifs, sans antécédents– Pneumopathies bactériennes ou virales
Tout signe respiratoire important survenant en altitude doit être considéré comme le début d’un OPHA et traité comme tel…
Descendre !
OPHA Œdème pulmonaire de haute altitude
• Formes cliniques– Formes suraiguës– Formes subchroniques– Formes avec OCHA associé– Œdème de ré-entrée (natifs de haute altitude)– Œdème des altitudes moyennes (Alpes)
Transfert de fluides dans les poumons
Capillaire
Alvéole
CE P II
Lymphatiques
Alvéole
OPHA - Physiopathologie
OPHA Œdème pulmonaire de haute altitude
• Traitement préventif– Acclimatation par une montée progressive
• < 400 m / nuit de dénivelé• en moyenne sur 2 jours consécutifs• au delà de 3000 m, en début du séjour
– Dépistage des sujets à risque• Antécédents de problèmes d’acclimatation• Mauvaise réponse à l’hypoxie, forte désaturation à l’exercice en hypoxie• Eviter les exercices intenses en phase d’acclimatation
– éventuellement: • acétazolamide• bloqueurs calciques (20mg LP / 6 heures)
OPHA Œdème pulmonaire de haute altitude
• Traitement curatif– DESCENTE précoce
parfois 500m suffisent pour constater une amélioration– en attendant:
• oxygénothérapie ou caisson de recompression portable• médicaments:
– corticoïdes: 4 mg dexaméthazone / 6h– bloqueurs calciques: 10 à 20 mg nifédipine sublingual + 20mg LP
suivi de 20mg LP / 6 heures– Sildénafil / tadalafil (inhibiteurs PDE5): 3 x 40mg sildénafil /jour
– en milieu hospitalier:• ventilation assistée: CPAP / PEP
Caisson de recompression portable CERTEC
-220 mbar4,8 kg
Pulmonary artery pressure
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Sea-levelPRE
D1 D2-D3 D5-D6 Sea-levelPOST
systolic
diastolic
mm
Hg # #
#
*
**
**
*
**
+
§
treatment
High altitude
PLACEBO
SILDENAFIL
Vallot, 4350m
-50
-40
-30
-20
-10
0
Sea levelPRE D2 D5
Sea levelPOST
%
High altitude
treatment
*
*
*
*
**
##
++
Decrease in maxVO2
PLACEBO
SILDENAFIL
Vallot, 4350m
+++
SaO2
60
70
80
90
100
Sea levelPRE High altitude
D1 D2 D3 D4 D5 D6 Sea levelPOST
treatment
*
*
*
*
*
* * *
**
*
*
# ####
§§
%
PLACEBO
SILDENAFIL
Vallot, 4350m
OCHA Œdème cérébral de haute altitude
• Circonstances de survenue– Phase d’acclimatation (3500 – 5000 m)
idem MAM sévère ou OPHA– Après acclimatation, en très haute altitude (6000-7000 m)
• Facteurs favorisants et prédisposants– idem MAM
• Evolution– décès dans 60% des cas avec perte de connaissance– récupération quasi-totale si DESCENTE précoce
OCHA Œdème cérébral de haute altitude
• Signes cliniques– MAM qui s’aggrave, avec au premier plan
• Signes neuropsychiques• Tableau d’hypertension intracrânienne
– ou : Modifications de l’humeur: irritabilité / torpeur– ou : Signes neurologiques focaux
• Diplopie, troubles de l’élocution, convulsions, paralysies, …
• Examen clinique– Ataxie cérébelleuse, état ébrieux– Troubles de la conscience
OCHA Œdème cérébral de haute altitude
• Traitement préventif– Dépistage des sujets à risque, mauvais répondeurs à
l’hypoxie– Montée progressive en altitude– Eviter les exercices intenses en phase d’acclimatation
éventuellement– acétazolamide– dexaméthazone 4mg / 6 heures
OCHA Œdème cérébral de haute altitude
• Traitement curatif– DESCENTE précoce
parfois 500m suffisent pour constater une amélioration– en attendant:
• oxygénothérapie ou caisson de recompression portable• médicaments:
– corticoïdes: 4 mg dexaméthazone / 6h– mannitol 0,25 à 0,5 g/kg en bolus
– Si COMA: intubation et ventilation, si possible…
Œdème cérébral de haute altitude
Népal, J+3
Népal, J+24
Hémorragies rétiniennes de haute altitude
Accidents ischémiques transitoires
Déroulement d’une consultation de médecine d’altitude
Facteurs de risques cardiovasculaires
ECG d’effort
Test à l’hypoxie
Négatif
Diamox
Positif
NégatifPositif
Dénivelé rapideConseils selon objectif
Contre-indicationDiamox OK
Cardio
oui
nonoui
non
CI médicalesnon
ContreContre--indications indications absoluesabsolues àà un sun sééjour en altitudejour en altitude
Maladie coronarienne non équilibréeHypertension artérielle sévère, non contrôléeInsuffisance cardiaque, troubles du rythme gravesCardiopathies cyanogènes
Hypertension artérielle pulmonaire, quelle que soit l’origineAbsence congénitale ou acquise d’une artère pulmonaire
Insuffisance respiratoire chroniqueAntécédents ischémiques cérébrauxArtériopathie des membres inférieursTroubles de la coagulation sévères
Drépanocytose homozygote, anémies sévèresInsuffisance rénale
Antécédents psychiatriques majeursAtteintes antérieures répétées d’OPHA ou d’OCHA
ContreContre--indications indications relativesrelatives àà un sun sééjour en altitudejour en altitude
Maladie coronarienne contrôlée, antécédents d’infarctus, d’angioplastie ou de pontage avec ECG d’effort négatif de moins de 6 mois
Hypertension artérielle ou artériosclérose contrôlée, modéréeEmphysème, bronchite chronique modéréeScolioses gravesAsthme d’effort ou au froidAntécédents de troubles respiratoires nocturnes
Epilepsie, migraine vraie (surtout avec aura)Antécédents psychiatriques mineurs, prise de psychotropes
Grossesse (surtout le troisième semestre) Nouveau-né (< 12 mois)
Diabète, obésité majeure, insuffisance hépatiqueDrépanocytose hétérozygote, Thalassémie, anémies modéréesAntécédent isolé de phlébite, prise d’oestroprogestatifs fortement dosés
Antécédent isolé d’OPHA ou d’OCHA
Brochure « Santé et altitude », 5ème
éditiondisponible au 0148387757
Favre éd.