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Adaptation du système cardiovasculaire aux conditions extrêmes Pr. Jean-Paul Richalet Hôpital Avicenne EA 2363 « Réponses cellulaires et fonctionnelles.

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1 Adaptation du système cardiovasculaire aux conditions extrêmes Pr. Jean-Paul Richalet Hôpital Avicenne EA 2363 « Réponses cellulaires et fonctionnelles à lhypoxie » CHU Bobigny Université Paris 13 Paris APIC Septembre 2013

2 EXERCICE

3 Environnement naturel = Espace habituel Les modifications locales du milieu entraînent des réactions physiologiques. Les réactions physiologiques passent inaperçues et sont considérées comme NATURELLES Environnement extrême - Environnement naturel

4 Environnement extrême = Espace inhabituel * létal * adaptation possible - niveau CULTUREL / TECHNOLOGIQUE - niveau PHYSIOLOGIQUE - niveau GÉNÉTIQUE

5 PO 2 capillaire PO 2 tissulaire VO 2 myoc k. Qmyoc.CaO 2. Besoins énergétiques Fc Post-charge Apport en oxygène Flux coronaireContenu en O 2 Coeur et conditions extrêmes

6 Pilotage automobile = sport extrême ? Exemple daugmentation des besoins énergétiques

7 DEPART144DEPART144 GRAND PRIX AUTOMOBILE DE MONACO 31 Mai 1981 Fréquence cardiaque d un pilote (D. P.) h2h1h Arrive à pied dans les stands125 Parle détendu Met son casque, Monte dans la voiture Assis dans la voiture115 Démarrage108 Tours de chauffe Va au briefing 108 Dans les stands Retour à la voiture116 Monte dans la voiture121 Moteur en marche111 Démarrage121 Immobilisation140 Assis dans la voiture éme place Derrière G.V. 4 ème place ARRIVEE178ARRIVEE malaise Assis dans les stands Fc b/min Formule 1 = sollicitation cardiaque extrême ? Fc moyenne= 197 b/min pendant 1h30

8 Exemple de diminution des apports en O 2 Alpinisme: Mont Blanc, 4807 m Trekking Tour des Annapurnas 5416 m Tourisme: Lhassa, 3600m Sports: marathon, … 4350m

9 Operation EVEREST III (COMEX 97)

10 Saturation artérielle en O 2 en haute altitude Repos Exercice maximal Altitude (m) SaO 2 (%)

11 Laction immédiate de lhypoxie daltitude : La stimulation des chémorécepteurs carotidiens avec deux conséquences... - lhyperventilation - lactivation du système adrénergique

12 Fréquence cardiaque et saturation artérielle en O 2 en hypoxie

13 Fréquence cardiaque à lexercice en hypoxie aiguë et chronique Fréquence cardiaque (b/min) Altitude (km) max, aigu max, chronique repos, aigu repos, chronique La stimulation du système adrénergique est permanente, mais il y a désensibilisation du système adrénergique Richalet, Herry, 2006

14 -AR Gs Gi GsGi Adenylate cyclase AMPc A1 M2 norepinephrine adenosineacetylcholine I K Ach, Ado I Tl I F I Ca Myocyte cell membrane cytosol From: Lerman and Belardinelli, Circulation, 1991; Favret and Richalet, Respir Physiol Neurobiol, 2006

15 Fraction déjection VG (%) SL RNM Condition * p < 0.05 vs NM * (%) Boussuges et al., AJRCCM, 2000

16 Diamètre télédiastolique VG Condition SL RNM * p < 0.05 vs NM * * * (mm) Boussuges et al., AJRCCM, 2000

17 Pression artérielle pulmonaire systolique* Condition (mmHg) * p < 0.05 vs NM * * * * SL RNM * : gradient VD-OD + 5 mmHg Boussuges et al., AJRCCM, 2000

18 Pulmonary artery pressure

19 Pour une même fréquence cardiaque, lintensité relative augmente avec laltitude V0 2 max (% NM) P B (mmHg) Altitude (km) 50% max 60% max 100% max 75% max

20 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 –risque de surcharge VD ou dOPHA Pas ou peu d'augmentation de la pression artérielle systémique Vasodilatation cérébrale transitoire Exposition prolongée à l'altitude: effets sur le système cardio-vasculaire

21 Au total, pour le cœur normal en altitude… La tachycardie induite par l'augmentation de l'activité adrénergique constitue l'un des mécanismes d'acclimatation à l'hypoxie d'altitude. Le coeur se protège contre un déséquilibre énergétique risquant d'induire une hypoxie myocardique.

22 Modifications de lECG en hypoxie ?.. Meilleur critère que lECG deffort ? Chez des coronariens, lischémie myocardique est reproduite lors de tests en hypoxie simulée (Levy 1941, Kassembaum 1967)

23 FC à lexercice: 122 bpm Normoxie SaO 2 : 98% P : 100 W Hypoxie SaO 2 : 75% P : 60 W DI avF V1 V6 DI avF V1 V6 Homme de 32 ans

24 Principes de base 1. Toute pathologie aggravée par une activation du système adrénergique sera plus à risque en haute altitude 2. Toute pathologie aggravée par une hypertension artérielle pulmonaire sera plus à risque en haute altitude 3. Toute pathologie déjà associée à une hypoxémie au niveau de la mer sera aggravée en haute altitude. 4. A niveau absolu dexercice égal, la fréquence cardiaque, donc la consommation doxygène du myocarde augmente en altitude. Cœur pathologique et altitude Richalet. Altitude et système cardiovasculaire. Presse Med Richalet. Cardiopulmonary adaptation to high altitude. Advances in Biochemistry in Health and Disease 2012

25 Facteurs de risque de mort subite en montagne Burtscher and Ponchia, Prog Cardiovasc Dis, 2010 Risque de mort subite: - Randonneurs: x 4,2 -Skieurs: x 2,2 vs pop. générale Mais idem autres sports: ski de fond, jogging, etc..

26 Altitude et réadaptation en cardiologie ?

27 Hypoxie intermittente

28 Improvement of myocardial perfusion in coronary patients after intermittent hypobaric hypoxia. 6 patients (>53 ans) avec maladie coronaire sévère mais stable. 14 sessions dexposition à une hypoxie intermittente (4200 m) Test deffort avec imagerie de perfusion au technetium 99m Le score moyen dhypoperfusion a diminué de 9,5 à 4,5 (a.u.) après traitement (P=0,0036). Hypoxie intermittente et maladies cardiovasculaires del Pilar Valle et al., J Nucl Med, 2006 Réadaptation des coronariens –deux équipes (Pérou et Asie centrale) utilisent l'exposition à 3200m et 4000m, associée à un exercice progressif pour la réadaptation post- infarctus (Marticorena, 1990; Mirrakhimov, 1990) –critères: patient motivé, pas de trouble du rythme grave, pas d'insuffisance cardiaque

29 Hypoxie et insuffisance cardiaque Etude clinique au Montefiore Medical Center (Bronx, USA) Patients atteints dinsuffisance cardiaque chronique 3-4 heures/jour, 3 jours/sem, 3 semaines Approved by FDA....

30 Hypoxie ? Ennemie ou amie du cœur ?….


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