Conséquences neuromusculaires et cardiorespiratoires de l'immersion

Neuromuscular and cardiorespiratory responses to immersion

• Auteur / Autrice : Mathieu Coulange
• Direction : Yves Jammes
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie intégrée en environnements extrêmes
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 2
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de physiopathologie respiratoire (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université d'Aix-Marseille II. Faculté de médecine (1970-2011)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Oedème pulmonaire

Électromyographie

Muscles -- Métabolisme

Nage avec palmes

Plongée sous-marine

Résumé

Les données de la littérature sur le retentissement de l’immersion sur la performance physique sont nombreuses mais les protocoles sont multiples et les résultats discordants. L’objectif de ce travail est d’analyser la réponse physiologique neuromusculaire et cardiorespiratoire à une immersion dans des conditions expérimentales les plus proches de la réalité (c’est à dire : immersion totale, prolongée, à différentes températures, au repos et au cours d’une nage avec palmes). Ce travail a également pour but d’évaluer un éventuel impact physiopathologique lié à ces contraintes environnementales. La première partie étudie la force maximale contractile volontaire, la tolérance à l’effort isométrique sous maximal mené jusqu’à épuisement et l’activité électromyographique au niveau de deux muscles de métabolisme différent, au sec puis lors d’une immersion à neutralité thermique ou en eau froide. Bien qu’il n’y ait pas de baisse de performance maximale à neutralité thermique, l’immersion majore la réponse adaptative électromyographique à l’effort physique probablement en agissant sur la commande motrice par la stimulation des afférences inhibitrices du groupe III-IV. En effet, l’augmentation de la température cutanée et l’élévation de la pression interstitielle intramusculaire constatées lors d’une immersion à neutralité thermique (35°C) pourraient provoquer l’activation de ces afférences. Dans l’eau froide, même si la réponse adaptative est insuffisante au maintien des performances, elle est maximale et serait plutôt liée à une augmentation des concentrations plasmatiques d’acide lactique et de potassium. Cependant, ces observations se limitent à des immersions statiques sans évaluation cardiorespiratoire. La deuxième partie analyse la réponse cardiorespiratoire à une épreuve d’effort maximale lors d’un exercice de palmage. L’originalité de ce protocole est de comparer les variables mesurées lors du palmage à celles obtenues lors d’un effort équivalent sur bicyclette en ambiance sèche. Les résultats montrent au cours du palmage des performances similaires voire supérieures et une augmentation de la consommation en oxygène maximale malgré la réduction de la réponse cardiaque chronotrope et du régime ventilatoire. Cette augmentation de la consommation en oxygène maximale peut résulter de l’accroissement du débit cardiaque par l’augmentation du volume d’éjection systolique et/ou de l’augmentation de l’extraction de l’oxygène au niveau tissulaire par une meilleure perfusion. L’absence de seuil ventilatoire ou son déplacement vers des valeurs plus élevées chez tous les sujets au cours du palmage sont en faveur d’une augmentation du métabolisme aérobie musculaire. La dernière étude analyse 18 cas d’oedèmes pulmonaires survenus chez des sujets sains en plongée en scaphandre autonome. Le lien commun est l’apparition de signes respiratoires lors de la remontée après une plongée profonde de plus de 30 minutes nécessitant des efforts physiques importants et/ou accompagnées d’une sensation désagréable de froid. Ceci suggère que l’exercice en immersion puisse entraîner des contraintes mécaniques, inflammatoires et pressionnelles suffisantes pour altérer la membrane alvéolocapillaire et provoquer un oedème pulmonaire. Les résultats de ces travaux démontrent la présence d’ajustements physiologiques permettant le maintien des performances lors d’un exercice en immersion. Cependant, des études complémentaires restent indispensables pour mieux définir les limites de ces adaptations afin de prévenir une réponse pathologique.