Facteurs limitants centraux et périphériques de la performance physique en haute altitude : rôle modulateur de la chémosensibilité à l'hypoxie

Central and peripheral limiting factors of physical performance at high altitude : the modulating role of chemosensitivity to hypoxia

• Auteur / Autrice : François Lhuissier
• Direction : Jean-Paul Richalet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Paris 13

Mots clés

Mots clés contrôlés

Oxygène dans l'organisme

Anoxémie

Altitude -- Influence

Exercice physique

Oxygène

Résumé

Le cadre général de notre travail a été de mettre en évidence le rôle primordial de la chémosensibilité à l’hypoxie dans les facteurs centraux et périphériques susceptibles de moduler la performance aérobie en hypoxie aiguë. L’étude chez neuf sujets de l’influence des niveaux d’hypoxie et d’intensité d’exercice sur les réponses à l’hypoxie a permis de démontrer que les réponses ventilatoires et cardiaques à l’exercice utilisées pour évaluer la tolérance à l’hypoxie sont robustes aux conditions de réalisation du test. Elles peuvent être considérées comme des invariants de la chémosensibilité individuelle. Les caractères protecteur du vieillissement et délétère de l’entraînement en endurance sur le risque d’apparition de pathologies d’altitude nous ont amenés à étudier l’influence de ces deux facteurs sur les réponses physiologiques à l’hypoxie. L’analyse des réponses de 4675 sujets a mis en évidence une majoration des réponses ventilatoires avec l’âge, ce qui permet de maintenir le niveau de désaturation artérielle. En revanche les sujets entraînés présentent une désaturation artérielle à l’exercice plus importante que les sédentaires malgré de meilleures réponses ventilatoires. Une altération de la chémosensibilité ne semble donc pas pouvoir être un des facteurs majorant la désaturation artérielle à l’effort chez les sujets entraînés. L’exploration de facteurs périphériques du transport de l’O₂chez six sujets ayant réalisé un entraînement en endurance pendant six semaines suggère en revanche qu’une limitation de l’extraction tissulaire puisse expliquer en partie la diminution plus importante de VO₂max en hypoxie chez les sujets entraînés. Il apparaît en effet que les sujets entraînés mobilisent en normoxie leur volume sanguin musculaire et leur capacité d’extraction maximaux. Contrairement aux sédentaires, ils n’ont donc plus la possibilité d’augmenter ces deux facteurs, ce qui pourrait favoriser la désaturation à l’exercice en condition hypoxique.

Our work forcused on the primary role of chemosensitivity to hypoxia in the central and peripheral factors susceptible to modulate the aerobic performance in acute hypoxia. We studied in nine subjects the influence of altitude and exercise intensity on responses to hypoxia and showed that ventilatory and cardiac responses at exercise used to evaluate the tolerance to hypoxia are robust to the testing conditions. They can be considered as intrinsic physological characteristics of chemosensitivity to hypoxia. Since a young age and aerobic exercise training are correlated with a higher risk of severe high altitude illness, we studied the influence of these two factors on physiological responses hypoxia. The data collected in 4675 subjects showed an increased ventilatory response with ageing, leading to a maintained arterial desaturation. On the other hand, trained subjects had an increased arterial desaturation at exercise despite higher ventilatory responses. Also an altered chemosensitivity doesn't seem to be a factor able to increase the arterial desaturation during exercise in hypoxia in trained subjects. The study of O₂transport peripheral factors in six subjects exposed to acute hypoxia before and after an aerobic training session suggests that a limitation of O₂muscular extraction could partly explain the greater decrease in VO₂max in hypoxia in trained subjects. It appears that endurance trained subjects already use in normoxia their maximal local blood volume and O₂extraction capacity. On the contrary to sedentary subjects, they cannot increase these two factors anymore in hypoxia, wich could lead to a greater desaturation during exercise in hypoxia.