Contribution à l'étude de la limitation de l'aptitude aérobie en hypoxie

Le CaO2 est diminué en altitude à cause d’une diminution de la pression partielle inspirée en O2. Cependant, le chémoréflexe hypoxique tente de contrebalancer cet effet en élevant la ventilation et en diminuant la pression alvéolaire en CO2 afin de maintenir la pression alvéolaire en O2 constante. De plus, avec l’acclimatation, le rein produit de l’érythropoïétine permettant au taux d’hémoglobine d’augmenter. Ces deux principales adaptations à l’altitude ramènent le CaO2 à sa valeur de base du niveau de la mer en 2 à 3 semaines passées à 5000 m d’altitude mais sans amélioration de l’aptitude à l’effort aérobie.

L’exposition à l’altitude est aussi associée à une diminution du Q maximal. Les mécanismes à l’origine de cette limitation du Q maximal restent, à l’heure actuelle, incompris. Les principales explications évoquées sont, une diminution de la réserve chronotrope, une diminution de la commande nerveuse centrale vers le cœur ou une diminution de la demande périphérique. Récemment, des études sur des sujets sains en hypoxie suggérèrent qu’au moins une partie de la limitation du Q maximal à l’effort est liée à une élévation de la postcharge ventriculaire droite suite à l’hypertension pulmonaire induite par l’hypoxie. C’est cette hypothèse que nous avons voulu vérifier dans une première étude.

Nous avons étudié l’effet d’une inhibition de l’hypertension pulmonaire d’altitude par le sildénafil, un inhibiteur de la phosphodiestrérase-5, chez des sujets sains, en normoxie, en hypoxie aiguë et en hypoxie chronique. Les résultats de cette étude ont confirmé l’effet vasodilatateur pulmonaire du sildénafil et une augmentation de la VO2max en hypoxie aiguë. Cependant, la prise de ce dernier était couplée à une amélioration de l’oxygénation, si bien que l’élévation de la performance aérobie observée en hypoxie aiguë sous sildénafil ne pouvait être entièrement attribuée à une réduction de l’hypertension pulmonaire.

Nous conclurent que cette amélioration de la performance était probablement d’avantage liée à une amélioration de l'oxygénation qu’à un effet vasodilatateur pulmonaire.

Les résultats équivoques obtenus lors de cette première étude nous ont incité à tester les effets d’une amélioration de l’oxygénation sur la performance aérobie en haute altitude. Pour ce faire, quinze sujets sains ont été testés au niveau de la mer et après acclimatation à 4700 m d’altitude soit sous placebo, soit sous acétazolamide, un inhibiteur de l’anhydrase carbonique augmentant l’oxygénation par stimulation ventilatoire en réponse à une acidose métabolique. La prise d’acétazolamide n’eut aucun effet sur l’hémodynamique pulmonaire et sur la VO2max et la charge maximale. Nous avons toutefois observé qu’une amélioration de l’oxygénation durant l’effort retarde l’apparition du seuil ventilatoire améliorant ainsi la phase aérobie de l’effort. Cette étude confirme donc qu’une élévation du CaO2 permet une amélioration de l’aptitude aérobie.

Finalement, la dernière étude a pour but d’étudier les effets isolés d’une vasodilatation pulmonaire sur la performance aérobie en altitude. Les résultats d’une étude préliminaire montrent que l’inhibition de la vasoconstriction hypoxique par un agent pharmacologique antagoniste des récepteurs de l’endothéline ETA et ETB, le bosentan, permet une élévation de l’aptitude aérobie en hypoxie aiguë, sans effets sur l’oxygénation, confirmant ainsi notre hypothèse initiale qu’une postcharge ventriculaire droite augmentée en hypoxie peut contribuer à une limitation de l’aptitude à l’effort aérobie en hypoxie.

Conclusions :

L’ensemble de nos résultats suggère que l’aptitude aérobie en altitude est déterminée par le transport d’O2 qui peut être augmenté par manipulation pharmaceutique du débit ventriculaire droit maximal après inhibition de la vasoconstriction pulmonaire hypoxique (bosentan), amélioration de l’oxémie (acétazolamide) ou des deux (sildénafil).