Modifications physiologiques et pathologiques en haute altitude Jean-Paul Richalet CHU Bobigny Université Paris 13
DEFINITION BIOLOGIQUE DE L'ALTITUDE 8848 m vie impossible? Très haute altitude vie permanente impossible 5500 m Haute altitude 2000 m Moyenne altitude 1000 m Basse altitude effets ressentis au repos effets sur la performance maximale pas d'effet
Baisse de la pression barométrique et de la densité de l air en fonction de l altitude HYPOXIE = Manque d oxygène PiO 2 = FiO 2 x (PB-PH 2 O) 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 Mont Everest (8848 m) PB 0 100 200 300 400 500 600 700 densité 1,2 (g/l) Mont Blanc (4807 m) La Paz (3600 m) Mexico (2235 m) 760 PB (mmhg) 0 25 50 75 100 125 150 PiOiO 2 (mmhg)
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 altitude Cerro de Pasco, 4350m Pérou Collahuasi, 4500m Chili
Populations de haute altitude - Himalaya Karakoram
Accès facile à la haute altitude Pérou Route transversale centrale La Paz aéroport 4050m ville 4000 à 3200m
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
Operation EVEREST III (COMEX 97) 9000 253 Progression profile Experimental periods SL: sea level HA1 to HA5: high altitude RSL: return to sea level HA5 8000 284 HA4 Simulated altitude (m) 7000 6000 5000 4000 3000 2000 324 370 422 Pre-acclimatization at Vallot HA1 HA2 HA3 Recovery period before the last ìassaultî night 760 1000 SL RSL 0-11 -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 10 to 16/03 25 to 31 /03 Days in the chamber 01/04 02/05
Operation EVEREST III (COMEX 97) Variations in arterial PO 2 simulated altitude 120 110 0 5000 5500 6000 6500 7000 5000 8000 7000 6500 5750 6500 8848 0 100 90 PaO 2 (mm Hg) 80 70 60 50 40 30 at 8848m: 30.7 ± 3.7 20 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
La puissance maximale aérobie (VO 2 max) diminue avec l altitudel Quels sont les facteurs limitants de la performance? V0 2 max (% NM) 100 80 60 40 20 Sommet de l Everest 0 760 700 600 500 400 300 200 P B (mmhg) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Altitude (km( km)
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
Réponse ventilatoire à l hypoxie RVH=ΔVe/ΔSa
Test à l hypoxie: FIO 2 =11,5%, puissance 30% VO 2 max
Saturation artérielle rielle en O 2 en haute altitude 100 90 Repos Exercice maximal SaO 2 (%) 80 70 60 0 5000 6000 7000 8000 8848 Altitude (m)
Fréquence cardiaque à l exercice en hypoxie aiguë et chronique 200 Fréquence cardiaque (b/min) 180 160 140 120 100 80 60 repos, aigu maximal, aigu maximal, chronique repos, chronique 40 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Altitude (km)
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 24 23 22 Hémoglobine (g/100 ml) 8 sem 21 20 4 sem 19 18 17 16 15 4 sem 2 sem 1 sem Altitude (m) SL 2000 4000 6000
Evolution de la concentration sérique d EPO et du nb de globules rouges au cours d un séjour à 4350 m. EPO Globules rouges 0 1 2 3 4 5 6 7 Temps (jours)
Hypnogramme, niveau de la mer Modifications du sommeil en altitude Augmentation de la latence d endormissement Sommeil lent profond diminué Hypnogramme, haute altitude Réveils intercurrents plus fréquents Conservation du sommeil paradoxal
Respiration périodique en altitude
Déclin de la performance mentale et physique en haute altitude performance mentale performance physique altitude
Pathologie liée à la haute altitude Jean-Paul Richalet Christian Rathat Philippe Larmignat Association pour la Recherche en Physiologie de l Environnement
en fonction de l altitude. Les différentes phases d adaptation à la haute altitude
Pathologie liée à la 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 100 r = 0.85 80 60 40 20 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 Altitude (m)
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 modéré au 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 sèche MAM parfois associé phase d état : cyanose dyspnée de repos râles pulmonaires tachycardie fièvre expectoration 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+2 Chamonix, J+0
Œdème pulmonaire de haute altitude 3 Tignes, J+4 Tignes, J+0
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)
OPHA - Physiopathologie Transfert de fluides dans les poumons Alvéole CE Capillaire P II Lymphatiques Alvéole
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 mbar 4,8 kg
Pulmonary artery pressure 50 45 40 * * * PLACEBO SILDENAFIL 35 systolic mmhg 30 25 20 15 diastolic * # + # * * # * * 10 5 treatment 0 Sea-level PRE D1 D2-D3 D5-D6 Sea-level POST High altitude Vallot, 4350m
Vallot, 4350m Decrease in maxvo 2 High altitude Sea level PRE D2 D5 Sea level POST 0-10 * * % -20-30 * # ++ # * -40-50 * * treatment PLACEBO SILDENAFIL
Vallot, 4350m % SaO 2 PLACEBO SILDENAFIL 100 90 80 * * * * treatment * * * ## # ## * * 70 * * +++ * 60 Sea level PRE D1 D2 D3 D4 D5 D6 Sea level POST High altitude
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+24 Népal, J+3
Hémorragies rétiniennes de haute altitude
Accidents ischémiques transitoires
Déroulement d une consultation de médecine d altitude oui ECG d effort Facteurs de risques cardiovasculaires non non CI médicales Positif Négatif Test à l hypoxie Cardio Positif Négatif Conseils selon objectif Contre-indication Diamox oui Dénivelé rapide non Diamox OK
Contre-indications absolues à un séjour s en altitude Maladie coronarienne non équilibrée Hypertension artérielle sévère, non contrôlée Insuffisance cardiaque, troubles du rythme graves Cardiopathies cyanogènes Hypertension artérielle pulmonaire, quelle que soit l origine Absence congénitale ou acquise d une artère pulmonaire Insuffisance respiratoire chronique Antécédents ischémiques cérébraux Artériopathie des membres inférieurs Troubles de la coagulation sévères Drépanocytose homozygote, anémies sévères Insuffisance rénale Antécédents psychiatriques majeurs Atteintes antérieures répétées d OPHA ou d OCHA
Contre-indications relatives à un séjour s 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, modérée Emphysème, bronchite chronique modérée Scolioses graves Asthme d effort ou au froid Antécédents 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 hépatique Drépanocytose hétérozygote, Thalassémie, anémies modérées Antécédent isolé de phlébite, prise d oestroprogestatifs fortement dosés Antécédent isolé d OPHA ou d OCHA
Brochure «Santé et altitude», 5 ème édition disponible au 0148387757 Favre éd.