Réactions de l'organisme à l'altitude

Diminution de l'oxygène avec l'altitude

Définition biologique de l'altitude

La détérioration: effets physiques et mentaux

L' acclimatation et les stratégies de l'adaptation


L'oxygène diminue avec l'altitude:

  • Diminution des performances
  • Nécessité d'une acclimatation correcte pour éviter le MAM
  • Risques sérieux en cas de séjour prolongé en Haute Altitude

Diminution de l'oxygène avec l'altitude

Bien que dans toute l'atmosphère, la composition de l'air soit invariable, (le pourcentage d'oxygène reste le même), l'oxygène se raréfie avec l'altitude puisque la pression de l'air diminue.

Pression d'oxygène: Au niveau de la mer (0 m) 160 mm de mercure
  Au Mont-blanc (4807 m) 85
  Au sommet de l'Everest (8848 m) 48

Ainsi, à 5500 m, il ne reste que 50% de l'oxygène disponible au niveau de la mer et seulement 30 % au sommet de l'Everest. De manière purement physique, les limites de la vie s'établissent donc aux alentours de 10'000 m.

Pour ces raisons, les plus hautes habitations permanentes se situent autour de 5500m. Il est cependant possible de vivre plus haut, comme c'est le cas lors d'une expédition (le camp de base avancé ou ABC du Shisha Pangma est à 5500m), quelques mois par an. Le prix en est cependant une détérioration continue du corps, entraînant fatigue puis extrême faiblesse. Le temps à disposition en expédition est, par conséquent, limité par la capacité de l'Être Humain à récupérer en Haute Altitude.

 

Définition biologique de l'altitude

Basse Altitude < 1000 m -
Moyenne Altitude 1000 m - 2000 m La consommation maximale d'oxygène commence à diminuer et les performances s'en ressentent déjà
Haute Altitude 2000 m - 5500 m

Les effets immédiats (hyperventilation, tachycardie) de l'hypoxie  sont ressentis :

  • durant des exercices de faible intensité
  • au repos dès 3000 m
Très Haute Altitude 5500 m >

La vie permanente est impossible.

La montée rapide à ces altitudes est dangereuse d'où la nécessité d'une acclimatation afin de diminuer les risques des pathologies de Haute Altitude.

 

La Détérioration: effets physiques et mentaux

Sur le long terme, d'après Richalet1, " L'exposition prolongée entraîne une dégradation physique (perte de masse musculaire) et psychologique qui oblige à la descente." La détérioration touche cependant les fonctions musculaires et le métabolisme énergétique dès les premiers instants. Les effets sont proportionnels au temps qui passe mais aussi à l'altitude atteinte.

Quelqu'un de bien entraîné peut ainsi, jusqu'à 6000 mètres environ, porter des charges allant jusqu'à 25 kilos, avoir un appétit et un sommeil acceptable et se sentir relativement bien. Au-dessus de 7000m, la situation se modifie cependant passablement. La fatigue augmente et les efforts continus deviennent impossibles ce qui limite la vitesse d'ascension à 300 m ou 400 m par jour en moyenne.

La détérioration devient clairement apparente après quelques nuits au-dessus de 7000 m. Le sommeil est irrégulier, accentuant la fatigue. L'appétit diminue. Ce manque de sommeil et d'appétit, accompagné par une apathie sous-jacente, rendent la préparation des repas et de la boisson dignes des 12 travaux d'Hercules. Rapidement limités au strict minimum, ils exacerbent encore les phénomènes précédents, de même que le froid, qui dans cet état de faiblesse est ressenti plus vivement.

Il est recommandé de rester le moins longtemps possible au-dessus de 7000 m afin de diminuer la progression de la détérioration.

La récupération ne peut s'effectuer qu'en dessous de 6000m et de manière graduelle. Il faut donc prendre le temps de se reposer et de se nourrir correctement. Le camp de base devrait ainsi être aussi rapproché que possible de 5000m, pour stopper temporairement le phénomène de dégradation.

 

Effort physique: Diminution de la performance

Au contraire de cette lente dégradation, l'un des effets les plus marquants de la Haute Altitude est rapidement constaté. Il s'agit de la nette diminution de la performance physique.

L'acclimatation n'y changera rien du fait que l'effort de longue durée est un métabolisme aérobie dépendant du VO2 max. Du fait de la diminution de la pression atmosphérique, la consommation maximale d'oxygène est inférieure en altitude. Ainsi, à 4800 m, l'effort maximal que le corps peut fournir n'est plus qu'à 70% de ce qu'il est au niveau de la mer tandis qu'à l'Everest, il est limité à 20%.

L'oxygène devient un facteur limitant de la performance.

Cette diminution de l'intensité de l'effort maximal se constate déjà au-dessus de 4000m. En Haute Altitude, tout effort doit être considéré comme un effort de type intense, même s'il s'agit d'un effort de longue haleine. Dans ce cas, le fournisseur d'énergie préféré est le glycogène plutôt que les acides gras. Lorsque le glycogène aura été brûlé, l'effort deviendra très pénible du fait qu'il ne pourra que difficilement être relayé par les acides gras, qui ont un très mauvais rendement en anoxie. En cas de besoin intense, il se produira alors une néoglycogénèse. Le foie synthétise du glycogène à partir des protides, dont la principale réserve est  le tissu musculaire. Cette néoglycogénèse explique en partie la fonte musculaire en Haute Altitude.

 

Le sommeil

Dès 3500 m, le sommeil est perturbé. Le temps total de sommeil augmente pour compenser la baisse du sommeil profond et l'augmentation des réveils durant la nuit. Au-dessus de 7000 m, il n'est quasiment plus possible de fermer l'oeil. En effet, lorsqu'une personne s'endort, le rythme métabolique de base se met en marche: le volume d'air respiré devient insuffisant. Il en résulte un phénomène d'apnée qui angoisse les hymalayistes car, lorsqu'il se produit, le réveil est instantané et le manque d'air bien réel. Certains préfèrent adopter une stratégie sans sommeil et privilégier le repos par la pratique du yoga.

 

Les fonctions cérébrales

En altitude, le cerveau fonctionne moins bien et il a été constaté des modifications psychophysiologiques et physiologiques. Le principal constat est une augmentation du temps de compréhension.

Richalet2 rapporte une expérience de Ch. Houston:

 

L'acclimatation et les stratégies de l'adaptation

L'acclimatation est nécessaire car le nombre de molécules d'oxygène diminue avec l'altitude alors que la quantité d'oxygène requise par le corps reste constante. Dès que les cellules ne reçoivent pas la quantité d'oxygène demandée, le corps met en route des mécanismes d'adaptation automatiques de lutte contre l'hypoxie. Le moment exact de l'activation est variable selon les sujets. La réaction passe par une phase d'adaptation immédiate (augmentation des débits cardiaques et respiratoires) puis par d'autres mécanismes de plus long terme (l'acclimatation proprement dite).

 

Aider le corps à s'adapter

Il est nécessaire de respecter les règles de l'acclimatation et un rythme de montée suffisamment lent afin de ne pas risquer d'être sujet au Mal Aigu des Montagnes. En effet, le corps doit s'ajuster, ce qui demande, outre une vitesse de montée suffisemment lente, de passer un certain temps à chaque altitude. Ainsi, à chaque étape à une altitude supérieure, une nouvelle phase d'acclimatation est nécessaire.

 

L'accommodation

Elle commence au bout de quelques heures et dure deux à trois jours. Les mécanismes mis en marche sont l'hyperventilation et la tachycardie.

L'hyperventilation

L'hyperventilation nécessite quelques semaines pour que les modifications biochimiques qu'elle engendre soient terminées. Celles-ci resteront en place environ une année. Ce mécanisme s'enclenche, au repos, dès 3500m, par une augmentation de l'amplitude respiratoire. Dès 6500m, au repos, le rythme respiratoire s'accélère également, ce qui est, en fin de compte un désavantage puisque cela diminue le volume inspiré et peut provoquer un surmenage respiratoire (toux).

Afin de contrer cette accélération automatique, il est conseillé de forcer les expirations afin de pouvoir renouveler complètement l'air au fond des poumons.

 

L'acclimatation

Elle commence après quelques jours et dure quelques semaines. Elle consiste à mettre en place des mécanismes plus économiques pour améliorer la capacité de transport de l'oxygène dans le sang et le transfert de l'oxygène vers les tissus.

1. La polyglobulie

L'augmentation des globules rouges commence entre le 10 ème et le 15 ème jour et dure jusqu'au 45 ème jour. Elle consiste en une multiplication des transporteurs d'oxygène rendue nécessaire par la diminution de la saturation de l'hémoglobine en oxygène (à 6000 m, elle n'atteint que 65%). Son désavantage consiste en une augmentation de la viscosité sanguine, empêchant l'oxygène de pénétrer au coeur des tissus et forçant le coeur à pomper plus fort. Elle est susceptible de créer des micro-coagulations sur les rétines (50% des personnes sont touchées au-dessus de 5000m), par exemple.

2. L'oxygénation cellulaire


1. Richalet Jean-Paul et Herry Jean-Pierre, Médecine de l'alpinisme, éd. Masson, Paris, 1999, p.32.

2. Richalet Jean-Paul et Herry Jean-Pierre, Médecine de l'alpinisme, éd. Masson, Paris, 1999, p.57.