Chaque année, des milliers de triathlètes repoussent leurs limites sur des épreuves d’ultra-endurance. Mais que se passe-t-il réellement dans leur corps après plusieurs heures d’effort intense et ininterrompu ? Une équipe de chercheurs montpelliérains, menée par le Dr Christophe Hédon, cardiologue du sport et physiologiste de l’exercice au CHU de Montpellier, a voulu répondre à cette question.
Avec l’aide du laboratoire PhyMedExp, ils ont analysé l’impact du triathlon d’Embrun, l’un des plus exigeants au monde, qui combine 3,8 km de natation, 180 km de vélo avec un dénivelé positif de 5000 mètres et un marathon de 42,195 km pour finir. 72 athlètes ont été suivis avant et après la course grâce à des échographies cardiaques, des mesures respiratoires et des analyses poussées des échanges gazeux. Résultat : le cœur et les poumons subissent des modifications. Le Dr Hédon revient en détail sur ces observations.
Métropolitain : Quelles étaient les principales observations sur la fonction cardiaque des athlètes ?
Docteur Christophe Hédon : Tout d’abord, une altération de la fonction cardiaque a été constatée juste après la course. Le cœur, bien que toujours efficace, montre des signes de fatigue. Il se contracte moins bien et se relâche avec plus de difficulté. Cette rigidité temporaire est visible à l’échographie et mesurée par des indices spécifiques. Les pressions intra-cardiaques augmentent également, ce qui signifie que le sang a plus de mal à circuler normalement à l’intérieur du cœur. On observe une élévation de la pression de remplissage dans l’oreillette gauche et une réduction de la capacité du ventricule à se détendre.
Sur le plan respiratoire, plusieurs anomalies ont été relevées : une broncho-constriction post-exercice, proche d’un asthme d’effort, une hyperinflation pulmonaire, qui empêche une vidange complète des poumons entre chaque respiration, et un œdème pulmonaire, où du liquide s’infiltre entre les capillaires et les alvéoles pulmonaires, perturbant l’oxygénation du sang. En résumé, après un ultra-triathlon, le cœur est fatigué, les poumons ne fonctionnent pas de manière optimale et le corps met plusieurs heures à rétablir une situation normale.
À quoi cela est-il dû physiologiquement ?
Cette question touche à la mécanique même du muscle cardiaque. Lors d’un effort aussi prolongé, les cellules cardiaques subissent un stress important. Comme n’importe quel muscle du corps, elles finissent par fatiguer.
Cette diminution de la capacité de contraction et de relâchement est due à plusieurs facteurs. L’épuisement énergétique joue un rôle majeur. Le cœur fonctionne en permanence grâce à un équilibre complexe d’ions et de substrats énergétiques. Après une course aussi longue, ses réserves énergétiques s’amenuisent, réduisant son efficacité. L’inflammation et le stress oxydatif interviennent également. L’effort extrême génère des radicaux libres et une inflammation qui altèrent temporairement la structure des cellules cardiaques. L’augmentation des pressions internes constitue un autre facteur clé. Lorsque le cœur est fatigué, il peine à évacuer tout le sang qu’il reçoit, ce qui entraîne une surcharge et des pressions accrues. Heureusement, ces effets sont transitoires.
Y a-t-il une différence d’impact entre les différentes phases de l’épreuve sur le cœur et les poumons ?
Notre protocole ne permettait pas de mesurer précisément l’effet de chaque discipline sur le cœur et les poumons, les athlètes étant testés avant la course et juste après l’arrivée. Toutefois, la littérature scientifique et notre compréhension des mécanismes physiologiques montrent que chaque épreuve impose des contraintes spécifiques au système cardiovasculaire et respiratoire. La natation modifie la physiologie en raison de l’immersion. La pression hydrostatique facilite le retour veineux, augmentant la précharge cardiaque. La ventilation contrainte impose une coordination respiratoire qui peut limiter les échanges gazeux. De plus, la sollicitation des muscles respiratoires induit une fatigue marquée à la sortie de l’eau. Bien que moins traumatisante pour le cœur que la course, elle présente des défis physiologiques influençant la récupération.
Le cyclisme, effort prolongé sollicitant l’endurance cardiovasculaire, impose une adaptation du retour veineux en position semi-allongée. L’Embrunman, avec 5000 m de dénivelé positif, force le cœur à travailler à fréquence élevée, augmentant sa charge. Les athlètes ayant maintenu une intensité élevée en vélo présentaient les signes les plus marqués de fatigue cardiaque. La course à pied est l’épreuve la plus brutale pour le cœur et les poumons. Les chocs répétés influencent la circulation sanguine et augmentent les pressions intra-cardiaques. La forte demande en oxygène élève la fréquence cardiaque et peut induire une hyperventilation ou une hypoxémie transitoire. Nos analyses montrent que les effets respiratoires les plus marqués, dont des signes d’œdème pulmonaire, apparaissent après la course, surtout chez les athlètes les plus rapides.
Avez-vous observé des variations importantes entre les athlètes étudiés en fonction de leur âge ?
Concernant l’influence de l’âge, nos données ne permettent pas d’établir de conclusion claire. En effet, bien que nous ayons étudié des athlètes allant jusqu’à 55 ans, l’échantillon reste trop limité pour déterminer si les effets observés sont plus marqués chez les sportifs plus âgés. D’autres études ayant travaillé sur des populations plus larges et sur le long terme montrent cependant que les athlètes d’endurance de plus de 50 ans peuvent être plus sujets aux arythmies cardiaques, notamment à la fibrillation auriculaire.
Les effets observés dans votre étude peuvent-ils s’appliquer à d’autres disciplines ?
Oui, les mécanismes physiologiques mis en évidence dans notre étude peuvent tout à fait être retrouvés dans d’autres disciplines d’endurance, mais avec des différences notables selon le type d’effort fourni. Certaines activités vont solliciter le cœur de manière plus intense sur une durée courte, tandis que d’autres vont étaler cette sollicitation sur plusieurs heures, voire plusieurs jours, ce qui modifie considérablement l’impact sur le système cardiovasculaire. Dans le cas du marathon ou du semi-marathon, la fatigue cardiaque observée est assez similaire à celle relevée après un ultra-triathlon, bien que généralement moins prononcée puisque la durée totale de l’effort est plus courte.
Concernant les épreuves d’ultra-trail et les courses en montagne, une observation intéressante émerge. En effet, les courses de très longue distance, c’est-à-dire celles qui dépassent les 300 km, semblent paradoxalement entraîner une moindre fatigue cardiaque en comparaison avec des épreuves plus courtes mais plus intenses. Cela s’explique par le fait qu’au fur et à mesure que la distance augmente, les athlètes adoptent un rythme plus modéré, ce qui diminue la charge cardiaque instantanée. L’effort devient alors plus durable mais moins violent. Les épreuves de cyclisme longue distance, comme celles de 200 ou 300 km, entraînent des altérations physiologiques comparables à celles d’un triathlon, mais avec des particularités propres à cette discipline. La sollicitation prolongée du cœur est bien présente, notamment lors des montées qui imposent une accélération brutale de la fréquence cardiaque. En revanche, la position sur le vélo et l’absence d’impact au sol modifient la manière dont le retour veineux s’effectue, ce qui peut limiter certaines formes de fatigue cardiaque observées dans la course à pied.
Peut-on pratiquer des sports d’endurance en ayant des problèmes cardiaques ou respiratoires ?
L’activité physique reste l’un des piliers fondamentaux de la prévention cardiovasculaire et respiratoire, y compris chez les personnes souffrant de maladies chroniques comme l’hypertension, le diabète ou même certaines insuffisances cardiaques stabilisées. De nombreuses études ont démontré que l’exercice régulier améliore le pronostic, réduit le risque d’accidents cardiovasculaires et ralentit l’évolution de certaines pathologies. Cependant, il est impératif d’adapter la pratique en fonction de l’état de santé de chacun et d’être encadré médicalement pour limiter tout risque. Pour les personnes présentant des facteurs de risque cardiovasculaire, comme un âge avancé, un antécédent familial de maladie cardiaque, un taux de cholestérol élevé ou une pression artérielle instable, il est recommandé d’effectuer un bilan médical avant de se lancer dans des épreuves d’endurance longue distance.
Adapter l’intensité et la durée de l’effort est un autre point crucial. Il n’est pas indispensable de viser une performance extrême pour bénéficier des effets positifs du sport sur la santé. Même une activité modérée pratiquée régulièrement, comme la marche rapide, le vélo ou la natation, peut apporter des bénéfices considérables au système cardiovasculaire et respiratoire sans exposer l’organisme à un stress excessif.
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