Régions habitées où l’altitude est supérieure à 3000 m

1. Régions habitées où l’altitude est supérieure à 3000 m > 3000m

2. INTRODUCTION • 5 à 6 millions de « cardiaques » se promènent en altitude chaque année. • Les accidents mortels sont surtout dus à des accidents ou chutes, mais 25 % sont des morts subites. • Les modifications hémodynamiques aiguës sont maximales pendant les premiers jours. • La majorité des accidents cardiaques surviennent dans les 2 premiers jours après l’arrivée en altitude

3. Composition de l’air : invariable • Pression barométrique diminue avec l’altitude (P.V= Cte à températureconstante) • Température diminue avec l’altitude 1 ° tous les 150 m La vapeur d’eau se remet sous forme liquide = nuages • Humidité de l’air diminue avec la baisse de température = air sec

4. L’air est un fluide pesant : 1.29 g/l Au niveau de la mer il exerce une pression de plus de 1 g/ cm² donc plus de 10 T /m². C’est la pression barométrique. Troposphère : phénomènes météorologiques jusqu’à 11000 m Stratosphère : température constante – 60° jusqu’à 19 000 m où PBz = 47 mm Hg Ionosphère : au dessus

6. LES PRESSIONS PARTIELLES • Pression partielle d’un gaz : proportionnelle à sa fraction PpG (mm Hg) = FG (%) x PB • Pression totale (PB) = somme des pressions partielles de chaque gaz PB = Σ PpG PB = PO2 + PCO2 + PN2 • Si le mélange gazeux n’est pas sec : tenir compte de la Pp en vapeur d’eau PB = ΣPp + PH2O PH2O = 47 mmHg → PpG = FG (%) x (PB -47)

7. Les pressions inspirées des gaz (Fi) dépendent de la pression barométrique et/ou de leur fraction • 1. Pression barométrique à 0 m = 760 mm Hg et fraction inspirée O2= 21%, N2 = 79% PB = PIN2 + PIO2 + PH20 760 mmHg = (563 + 150 + 47) mmHg • 2. Pression barométrique diminuée ( 3000m d’altitude) (Fi normales) 520 mm Hg = ( 373 + 100 + 47) mm Hg

8. Pression barométrique en mm Hg 700 600 500 400 300 200 9000 ALTITUDE Mont Everest Mines des Andes 6000 La PAZ MEXICO 3000 Font Romeu Pressions d’air et d’oxygène pourcentage (%) par rapport au niveau de la mer

9. Altitude Pression Volume relatif PiO2 (mmHg) (m) atmosphérique du gaz =0.21*(P.Bz – 47 mmHg) 0 760 1.0 149 1500 632 1.2 125 2400 564 1.35 110 3000 523 1.5 100 4000 446 1.7 84 5000 379 2.0 70

10. Air expiré PEO2 115 PECO2 35 PEN2 563 PH2O 47 PT 760 Air inspiré Air expiré Air inspiré PiO2 150 PiCO2 0 PiN2 563 PH2O 47 PT 760 FIO2 : 21% FICO2 : 0% FN2 : 79% FEO2 : 16% FECO2 : 5% FEN2 : 79% PAO2 110 PACO2 40 PACO2 40 PAO2 110 Air alvéolaire PAO2 110 PACO2 40 PAN2 563 PH2O 47 PT 760 Les pressions sont exprimées en mmHg

11. LAPAZ 4000 m EVEREST 8840 m AIR INSPIRE ALVEOLE ARTERE CAPILLAIRE VEINE VEINE 160 140 120 100 80 60 40 20 0 NIVEAU De la MER NAIROBI 1800 m PO2 mmHg

12. CARACTERISTIQUES PHYSIQUES DES POPULATIONS DES ANDES • Augmentation du rapport poids / taille • E.F.R. = C.V. et ventilation globale • H.T.A.P. et espérance de vie diminuée • Hypertrophie ventriculaire droite • AQRS dévié vers la droite HABITANTS Volume sanguin Hte Hb PAO2 PACO2 PLAINE 4. 7 42 13 100 39 ANDES 58 19 50 30 5. 7

13. Transport de l’oxygèneCourbe de dissociation de l’oxyhémoglobine Hypoxie modérée normoxie Hypoxie prononcée • A : PaO2 > 13 kPa • PO2 n’affecte pas SaO2 • B : 8 > PaO2 > 13 kPa •  PaO2 =>  peu la SaO2 donc  peu la quantité d’O2 transportée • C : PaO2 < 8 kPa •  PaO2 =>    la SaO2 donc    la quantité d’O2 transportée C B A 60 95 mmhg SaO2 = quantité d’O2 liée à l’Hb x 100 quantité maximale

14. SaO2etALTITUDE SaO2 100 90 70 50 30 Altitude en m. 6000 3000 0

15. SaO2 % COURBE DE STRUGHOLD 100 95 Zone de compensation complète 85 Zone de compensation incomplète Zone Indifférente ECG PA EFR EEG Tests OPH Intellectuel 50 Zone Critique 30 60 80 100 PA O2 6 3.5 1.5 0 km Altitude

16. 1.5 0 km Altitude SaO2 (%) 100 95 Zone d’indifférence 630 PB 760

17. SYMPTOMES • Zone d’indifférence (0 à 1500m) • Mais dès 1000 m: F.R. avec volume courant • et F.C. avec du VES • Visionnocturne perturbée - Barotraumatismes

18. 1.5 0 km Altitude SaO2 (%) 95 Zone de compensation 85 complète Seuil des réactions 495 630 PB 3.0

19. SYMPTOMES (2) • Zone de compensation complète (1500 à 3000 m) • Céphalées +++ • Nausées ,vomissements et anorexie • Insomnies • Dyspnée de repos et d’effort +++ • Baisse de la diurèse BAISSE DE LA VISION NOCTURNE +++ La capacité d’apprentissage est perturbéedès 2500 m

20. Zone de compensation complète Nette augmentation du débit cardiaque Vasoconstriction cutanée Nouvelle répartition des débits locaux Débit Cérébral +++ Débit coronaire ++ Diminution du débit rénal Augmentation de la ventilation – hypocapnie

21. 1.5 0 km Altitude SaO2 (%) 85 Zone de compensation 50 incomplète Seuil des troubles 350 495 PB 6 3.5

22. SYMPTOMES ( 3) • Zone de compensation incomplète 3000 à 5500 m 1) Zone d’hypoxie manifeste entre 3000 et 4000 m • Céphalées • Vertiges • Troubles du sommeil • Perturbations vision+++ • Altérations EEG • Troubles de la personnalité: • Dégradation du jugement • Difficultés de concentration et d’attention • Dégradation de la mémoire +++ • État dysphorique

23. Modifications Cardio-respiratoires Diminution du débit cardiaque ( du VES) Avec débit cardiaque diminué malgré l’augmentation de FC Augmentation de la ventilation au repos mais dyspnée d’effort +++

24. SYMPTOMES (4) • Zone de compensation incomplète 3000 à 5500 m 2) Zone de handicap sévère entre 4500 et 5500 m • Céphalées • Sudation • Perturbations de l’activité musculaire ( spasmes) • Paresthésies de la face et des extrémités • Diminution importante du champ visuel, perte du sens chromatique, baisse de l’acuité • Altérations majeures de L’EEG

25. 1.5 0 km Altitude Sao2 (%) 50 Zone critique Seuil critique 350 PB 6

26. P50 : PO2 pour laquelle SaO2 = 50% P50 (3,6 kPa = 27 mm Hg)

27. SYMPTOMES (5) • Zone critique ou de danger 6000 m et plus • Risque de syncope hypoxique de survenue d’autant plus rapide que l’altitude est élevée. • Sans correction rapide la syncope se termine par la mort

30. ADAPTATION A L’ALTITUDE Grandeursrespiratoires • Chémorécepteurs sino-carotidiens F. R. V.T. augmentent de façon proportionnelle à l’altitude + 25% à 2500 m – + 100% à 5000 m Hyperventilation baisse de PaCO2 alcalose respiratoire acidose métabolique régulation du pH bicarbonate urinaire • Chémorécepteurs centraux (T.C.)sensibles au pH du L.C.R. • modèrent la tachypnée

31. ADAPTATION A L’ALTITUDE Respiration périodique nocturne • Syndrome d’apnée du sommeil augmente de façon proportionnelle à l’altitude 25% du sommeil à 2500 m 40 % du sommeil à 4000 m 90% du sommeil à 6000 m Perturbations de la qualité du sommeil Phase d’apnée de 8 sec à 2500 m plus au dessus A 4000 m la SaO2 < 60%

32. MODIFICATIONS CARDIO CIRCULATOIRES

33. ADAPTATION A L’ALTITUDE Les grandeurs circulatoires • Chémorécepteurs sino-carotidiens F.C. augmente de façon proportionnelle à l’altitude + 15% à 2000 met V.E.S. = QC augmente + 40 % à 3500 mmais V.E.S. diminue = QC diminue Modifications des résistances périphériques Redistribution du débit cardiaque: Q coronaire Q cérébral Q musculaire = Q hépatosplanchnique = Q rénal Q cutané

34. ADAPTATION A L’ALTITUDE Pression artérielle systémique : P.A.M. inchangée ou peu augmentée P.A.S. = 110 mmHg P.A.D. = 95 mmHg Augmentation moindre de la P.A. à l’exercice musculaire Pression artérielle pulmonaire: Jusqu’à 2000 m. ne change pas puis augmentation parabolique Hypoxie Vasoconstriction risque d’O.A.P.

35. PPA (mmHg) 74 65 58 48 PAO2 95 114 99 94 84 PIO2 150 30 20 10 0 1 2 3 4 5 élévation km

36. ADAPTATION A L’ALTITUDE Echo Hypertrophie des cavités droites E. C. G. AQRS dévié à droite (+ 90° à 3500 met+ 120° à 6000 m ) Onde P ample et onde T – dans les précordiales droites Augmentation de l’épaisseur alvéolo-capillaire = diffusion Débit cérébral : + 30 % dès l’arrivée à 3000 m reste augmenté pendant 1 semaine retour aux valeurs de base en 3 semaines MVO2 augmentée par augmentation de FC et de l’inotropisme

37. ADAPTATION A L’ALTITUDE Baisse de SaO2 érythropoïèse • augmente dès la 2ème heure à 2000 m d’altitude • est maximum au bout de 48 h • reste élevée pendant 2 semaines à la même altitude G. R Polyglobulie Viscosité ++. Arrivée 8 jours 15 jours 21 jours La PAZ 4000 m Hte. Hb. 42 % 50 % 48 % 53 % 18 g 13 g 15 g 17 g

39. Transport de l’oxygène • [O2] combiné dépend [Hb] : Anémie :  Ca O2, Polyglobulie : CaO2 Capacité en O2 PA O2 KPa (x 7.5 en mm Hg)

40. Transport de l’oxygène • [O2] combiné dépend de l’[Hb] : les raisons du dopage par l’EPO !! Insérer photo cycliste …..

41. Transport de l’oxygèneModification de l’affinité de l’Hb pour l’O2 • Par le pH • Par le CO2 : effet Bohr Pression partielle en O2 (kPa) Pression partielle en O2 (kPa)

42. Transport de l’oxygèneModification de l’affinité de l’Hb pour l’O2 • Par la température • Par le [2,3 DPG] SaO2 Pression partielle en O2 (kPa)

43. LE 2,3 DPG • Il s'agit d'une voie détournée de la glycolyse, court-circuitant l'étape catalysée par la 3-phosphoglycérate kinase. Le 2,3-DPG agit en augmentant la stabilité de la forme désoxy de l‘hemoglobine, induisant par conséquent le passage de la forme oxy à la forme désoxy avec libération d‘oxygène. C'est donc un régulateur du transport d'oxygène dans le sang, qui rend ce dernier globalement plus efficace et intervient en particulier dans l'adaptation aux altitudes élevées.

44. Déviation vers la droite de la courbe de dissociation de l’hémoglobine SaO2 Pression partielle en O2 (kpa)

45. MODIFICATIONS HEMOREOLOGIQUES • Réduction du volume plasmatique • Augmentation de l’hématocrite • Polycytémie • Augmentation de l’agrégabilité plaquettaire Etat préthrombotique en altitude Augmentation des évènements cardiovasculaires graves

46. Modifications hémodynamiques • Altitude de 3000m

47. Comment, à l’altitude, une meilleure oxygénation des tissus est-elle assurée ? • POLYGLOBULIE • Affinité de l’Hb pour l’oxygène conditionne la délivrance d’O2 aux tissus •  Affinité =  libération d’O2 • - P 50  • Affinité de l’Hb  par  de : • Température = 37° • [H+] acidose • 2,3 DPG +++ • Interactions entre ces facteurs pour optimiser les échanges respiratoires

48. VO2 max et Altitude 3 l Mexico La Paz Mines des Andes 5000 m 1.5 l

49. MARATHON de l’EVEREST • En fait le plus haut du monde à un peu plus de 3000 m d’altitude • Pas de piste, tout se passe en terrain caillouteux • Le coût énergétique de la course est fortement majoré • Meilleur temps : 3h 41 min 30 sec • 135 participants • Prochain : mai 2013

50. LES BIENFAITS DE L’ALTITUDE • (circulation 2009; 120: 495-501) le risque relatif de mourir d’insuffisance coronaire (-22% par 1000m) ou d’AVC (-12% par 1000m) • (circ res 1997; 296 : 581-1) l’hypoxie chronique induit un recrutement artériolo capillaire et donc un développement compensatoire de la microcirculation. La pratique d’une activité physique régulière a le même effet.