Système cardio-vasculaire 

 

A pratique régulière d’activité physiques bien conduites aboutit à des transformations importantes au niveau des grandes fonctions de l’organisme.

e cœur, en particulier, acquiert des caractéristiques nouvelles : augmentation du volume, accroissement de la force des contractions cardiaques, ralentissement de leur rythme. Ce cœur « sportif » se forme en 6 à 8 mois d’entraînement. Mais il n’y a rien là de définitif : l’arrêt de l’entraînement se traduira immédiatement par une régression.

 

L’augmentation du volume cardiaque

Au-delà de ses effets sur les systèmes moteurs et leurs commandes nerveuses, le retentissement des activités physiques est peut-être le plus important sur les appareils intéressant les fonctions vitales de l’organisme. L’appareil cardio-vasculaire, en particulier, subit un véritable conditionnement, lequel est tout spécialement net pour le cœur. Il existe un authentique cœur sportif, que l'on voit se constituer à fur et à mesure que passent les mois d’entraînement. A remarquer toutefois que toutes les pratiques sportives ne jouent pas un rôle égal dans la formation de ce cœur. On peut, de ce point de vue, opposer deux types d'efforts :

L'effort statique, qui se fait en respiration bloquée, ne peut être que plus ou moins bref. Il fait appel aux réserves d’oxygène présentes dans l'organisme au moment de l'effort et aux sources d’énergie anaérobie. En raison du blocage respiratoire sous une pression plus ou moins grande, ce type d'effort est à l'origine d’une élévation des pressions dans les capillaires pulmonaires, dans l’artère pulmonaire, le cœur droit et les veines afférentes au cœur. Par voie réflexe, la tension artérielle s'élève également. Le cœur, aussi bien droit que gauche, travaille donc avec un régime de pression augmenté. Il ne peut cependant, pendant l'effort, augmenter son débit, en raison de l'engorgement veineux et du ralentissement circulatoire. Il ne faut donc pas compter sur ce type d'effort pour augmenter la contenance des cavités cardiaques.

L'effort dynamique est tout autre. Il a lieu en situation d'aisance respiratoire. Le fait essentiel est l'augmentation du débit cardiaque qui peut doubler, tripler et même quadrupler. Cette augmentation du débit nécessite l'augmentation de volume des cavités cardiaques. Il faut en effet que le cœur dispose d'une plus grande quantité de sang pour qu'à chaque battement il puisse augmenter sa fraction d'éjection. L'augmentation du nombre des battements multipliera cette fraction d'éjection et permettra d'atteindre, en certains cas extrêmes, un débit de 40 litres par minute.

Le développement d'une accélération cardiaque, d'une tachycardie à l'effort, est certes à la portée de tous les cœurs. C'est en augmentant le rythme que le sédentaire augmente son débit cardiaque. Mais le sportif augmente son débit par les deux procédés : l'augmentation du rythme et l'augmentation de l'ondée systolique ; si bien que pour une augmentation moindre du rythme cardiaque, il peut atteindre un débit supérieur à celui que réalise un cœur sédentaire. Cette augmentation de la contenance cardiaque implique l'augmentation du volume du cœur.

Comment s'acquiert le cœur sportif.

Dans les milieux sportifs, on distingue les efforts de résistance et les efforts d'endurance. Les premiers sont de courte durée et peuvent conduire le rythme cardiaque vers 180 chez les jeunes adultes. Au cours des efforts d'endurance, par contre, le pouls ne doit pas dépasser les 130-140.

Le type des efforts de résistance est représenté par les séquences de l’entraînement fractionné. Un sujet court 200 ou 250 mètres le plus rapidement possible, se repose à peine, le temps que son pouls revienne vers 120, et repart aussitôt dans une deuxième séquence. Ce type d'effort est censé augmenter la musculation cardiaque.

Les efforts d'endurance sont représentés par des épreuves de longue durée : 1500 mètres et surtout 2000, 5000, 10000 mètres. Ils sont destinés à augmenter la capacité du cœur en dilatant les cavités.

En fait, les efforts de résistance sont surtout faits d'une succession d'efforts en respiration bloquée provoquant les conséquences hémodynamiques de l'effort statique. Pour le cardiologue, le sujet qui court un cent mètres accomplit un effort semblable à celui de l'haltérophile. C'est dire que, dans le but de former un cœur, les efforts d'endurance doivent être essentiellement conseillés. Ceci s'applique particulièrement aux adolescents entre 12 et 18 ans, période durant laquelle un bon entraînement physique conduira vers des adultes disposant d’une consommation maximale d’oxygène élevée. Le sujet bien entraîné aura un cœur de sportif, c'est-à-dire, un cœur gros, lent et aux contractions vigoureuses. Cette augmentation de volume du cœur est, comme nous l'avons vu, due à la fois à celle des cavités et à celle de la musculature.

Les cœurs de sportifs se distinguent des gros cœurs pathologiques de la maladie artérielle par le fait qu'ils ont des battements amples et que, lors d'une inspiration forcée et bloquée observée à la radioscopie, on voit le volume du cœur se réduire peu à peu dans des proportions plus ou moins grandes. Ceci permet d'ailleurs d'apprécier la part qui revient dans l'augmentation de volume à celle des cavités et à celle du muscle.

Si le cœur du sportif est lent, ce caractère est très inconstant. Le ralentissement cardiaque observé est dans l'ensemble modéré : le rythme se situe généralement entre 50 et 60 pulsations par minute. Mais il n'est pas rare d'observer chez certains sujets un rythme de 35 (bradycardie) sans que cela occasionne la moindre gêne. Ce rythme très abaissé correspond à un fonctionnement tout à fait normal du cœur du point de vue, en particulier, de la conduction de l'influx nerveux à partir du nœud sinusal situé dans la paroi de l'oreillette droite. Une pratique sportive trop intense ou mal dirigée peut, au contraire, être à l'origine de troubles de l'excitabilité et de la conduction cardiaque qui poseront certains problèmes.

Le caractère vigoureux (sthénique) des contractions est visible à la radioscopie. Il explique les performances que peut réaliser un cœur sportif aux épreuves d'effort maximales pour un rythme atteignant le maximum compatible avec l’âge du sujet. On sait en effet que le degré de tachycardie possible ne peut dépasser certaines limites, grossièrement définies ainsi : 220 battements moins l'âge du sujet. L’augmentation du débit cardiaque est étroitement liée à la notion de consommation maximale d’oxygène. L'auteur suédois Astrand a bien montré que les meilleures nageuses de Suède étaient celles qui avaient le plus grand volume cardiaque. Le cyclisme, les courses de fond, le ski de fond, la natation, le football, sont les sports les plus formateurs pour le cœur.

S’il faut de 6 à 8 mois d’entraînement pour que s'installent les caractères du cœur sportif, ces caractères ne sont pas acquis à titre définitif. Si l’athlète interrompt la pratique du sport, le volume cardiaque régressera et en même temps régresseront les possibilités d'effort. Il en sera de même pour la bradycardie. A la reprise de l’entraînement, le ralentissement du cœur se produira de nouveau et avant que le volume cardiaque n’ait atteint son maximum antérieur.

Dans la constitution des caractères du cœur sportif intervient un facteur nerveux, l'augmentation de tonus du système pneumogastrique. A l'effort, l'organisme passe sous la commande majeure du système sympathique et de ses médiateurs chimiques, adrénaline et noradrénaline, sécrétés par les fibres sympathiques et par la médullosurrénale. Mais le système pneumogastrique, antagoniste du sympathique, ne se met pas au repos. Il joue continuellement un rôle de frein afin d'éviter, notamment, les emballements cardiaques. Lorsque survient le repos, le pneumogastrique prédomine avec une force qu'il n'a pas chez les sujets sédentaires. Ainsi s'explique la bradycardie du sportif et aussi certains troubles de l’excitabilité et de la conduction cardiaque.

des adaptations circulatoires

Les activités physiques ne retentissent pas seulement sur le cœur, mais sur l'ensemble du système cardio-vasculaire. Pendant l'effort se produit une adaptation de la circulation périphérique et de la circulation pulmonaire. La première est constituée par une vasodilatation des vaisseaux des membres qui travaillent. Cette vasodilatation est induite, localement, par les produits de dégradation issus de la contraction musculaire, et en particulier par l'acide carbonique. Mais, passant dans la circulation générale, ces mêmes produits vont exciter le centre vasoconstricteur situé au niveau du bulbe rachidien et entraîner des phénomènes de vasoconstriction dans la plupart des autres territoires. Ainsi sont réalisés des balancements circulatoires : la circulation se trouve réduite dans tout le territoire splanchnique (tube digestif, reins, foie...) et l'augmentation du débit cardiaque est ainsi dérivée vers les territoires qui travaillent. De cette adaptation, l'organisme du sportif prend l'habitude; aussi est-elle beaucoup plus rapide chez lui que chez le sédentaire. Ceci explique la plus grande facilité qu'a le sujet sportif à réaliser des efforts.

L'adaptation à l'effort nécessite également un développement de la circulation pulmonaire. Il faut que les 20 ou 30 litres du débit cardiaque traversent en une minute les poumons pour y subir l'hématose. Ceci est rendu possible par l’ouverture de capillaires pulmonaires habituellement fermés, dans les zones alvéolaires qui ne se déplissent pas lors d'une ventilation de repos.

A l’effort, l'augmentation de la ventilation ouvre largement les alvéoles pulmonaires, l'ensemble des capillaires pulmonaires devenant fonctionnel. Le sportif prend ainsi l'habitude d'un mode de respiration plus ample, faisant appel à une plus grande partie de la surface pulmonaire. Ce fait se retrouve également dans le muscle cardiaque grâce au développement de la circulation coronarienne. Seul de tous les viscères, le cœur échappe en effet au balancement circulatoire vasoconstrictif car il lui faut assurer au maximum son oxygénation.

le système endocrinien

Les activités physiques mettent en jeu l'ensemble des glandes endocrines. Elles agissent comme un stress qui, excitant l'hypophyse, va entraîner un hyperfonctionnement des autres glandes endocrines. Au premier rang de celles-ci figure la surrénale. Par sa partie médullaire, elle sécrète l'adrénaline. Par sa partie corticale, la surrénale sécrète trois types d'hormones : 1) les minéralo-corticoïdes qui règlent, dans une certaine mesure, le métabolisme de l'eau et les mouvements de va-et-vient du sodium et du potassium ; 2) les glyco-corticoïdes, dont le chef de file est le cortisol, qui, entre autres actions, permettent la néo-glycogénèse à partir des acides aminés glyco-formateurs ; et 3) les stéroïdes surrénaliens qui sont des hormones anabolisantes permettant la reconstruction et le maintien du capital protidique.

Lors de l'effort, toutes ces sécrétions sont considérablement augmentées. Dans les urines de 24 heures d'un sujet qui fait une course cycliste prolongée, on note une forte élévation des produits de dégradation des hormones surrénaliennes. Il suffit d'ailleurs de faire nager des rats deux heures par jour pendant 20 jours pour qu'apparaissent des modifications dans le poids et la structure des glandes surrénales. L'examen histologique de la surrénale montre un élargissement net de la zone qui sécrète les glyco-corticoïdes. On peut dire ainsi, que la pratique sportive crée un véritable conditionnement surrénalien comme elle crée un conditionnement cardiaque.

Des recherches toutes récentes ont permis de démontrer que l'augmentation des céto-stéroides n'était pas le fait des seules surrénales. Les testicules jouent leur rôle dans l'effort sportif prolongé comme dans l’entraînement. Il y a, à l'effort, augmentation de la testostérone et de la dihydrotestostérone. Mais contrairement à la surrénale, le testicule n'est pas capable de poursuivre son effort de jour en jour. Malgré les sollicitations de l'hormone hypophysaire dont le taux dans le sang s’élève, le testicule ne répond pas et les taux de testostérone et de dihydrotestostérone baissent dans le sang. Or, au même titre que les stéroïdes surrénaliens, la testostérone et la dihydrotestostérone protègent la fibre musculaire contre l'action du cortisol. De plus, ces hormones androgéniques jouent un rôle dans l'esprit de combativité, voire d'agressivité.

La déficience testiculaire qui persiste 2 jours après une course cycliste de 3 jours, paraît en fait durer plus longtemps. Ce n’est qu’au dixième jour après l’effort que les taux de testostérone et de dihydrotestostérone reviennent à la normale. Cette constatation crée un fait nouveau pour la conduite de l’entraînement. Il serait peut-être utile, en particulier, de savoir faire des pauses au cours de l’entraînement pour que le sportif reste en possession de tous ses moyens physiologiques, non seulement de dépense mais aussi de récupération.

Actuellement, très nombreux sont les athlètes qui, ignorant toutes les données physiologiques, utilisent des anabolisants de synthèse pour pouvoir faire face à leurs obligations. On a beau les prévenir des dangers que comporte l'emploi de ces produits, ils continuent à les utiliser. Sans doute en retirent-ils une sensation de bien-être relatif. Cette pratique va à l'encontre de l'interdiction du dopage, les anabolisants hormonaux étant inscrits sur la liste des substances dopantes. Nous ne pouvons que souhaiter que les recherches entreprises se poursuivent et que, une fois bien démontrée la baisse de la fonction androgénique au cours des efforts prolongés, la possibilité soit donnée au médecin du sport de la compenser par l'emploi d'hormones naturelles, inoffensives aux doses physiologiques.

 

le cœur forcé

Les activités physiques sont donc à l'origine d'un conditionnement à la fois organique et fonctionnel qui intéresse la fonction motrice, la fonction cardio-respiratoire, les fonctions métaboliques et endocriniennes. Mais de nombreuses péripéties peuvent survenir au cours de l’entraînement et aboutir à réaliser l'inverse du but recherché.

Tels sont les incidents et accidents cardiaques. Avant que ne s'installe le cœur sportif, avec ses trois qualités d'augmentation de volume, de lenteur du rythme, de vigueur dans les contractions, des troubles sont observés, surtout depuis une quinzaine d'années, avec une certaine fréquence. Il s'agit, d'une part, de troubles de l'excitabilité et, d'autre part, de troubles de la conduction cardiaque.

Les troubles de l’excitabilité sont à l'origine de perturbations du rythme cardiaque.

Les extra-systoles représentent le trouble élémentaire (apparition anticipée d'une nouvelle systole immédiatement après une systole normale). Les crises de tachycardie paroxystique ou de ‘flutter’ auriculaire (danse de l'oreillette, avec contractions pouvant atteindre un rythme de 300 et plus par minute) constituent un degré supplémentaire. De tels troubles de l'excitabilité précèdent l'installation de ce qu'on appelle le cœur forcé.

Cet état consiste dans une inaptitude totale à l'effort. Pour un effort minime, le cœur s’accélère d'une façon excessive, le rythme atteignant 130-150. Le fait est d'autant plus curieux qu'il atteint un sujet habitué à avoir un cœur plutôt lent et réagissant modérément à l'effort quant à son rythme. Un tel état rend le sportif incapable de se livrer, même modérément à son sport favori. Bien plus, il lui interdit de faire face aux variations de rythme de la vie courante.

Les sujets atteints de cœur forcé peuvent être comparés à des chiens dont on a coupé les pneumogastriques. Ils vivent en permanence sous l’influence du système sympathique et aucun frein n'est là pour empêcher les emballements cardiaques. Le mécanisme de ce trouble n'est pas connu. Il s'agit sans doute, d'un trouble enzymatique qui empêche les réactions de re-polarisation de se produire au niveau des membranes cellulaires. Les médicaments qui bloquent l'action du sympathique ont une action inconstante. Récemment, dans certains cas que nous jugeons heureux, nous avons pu mettre en évidence un déficit en vitamine B1 et corriger le trouble. Mais, le plus souvent, le cœur forcé est difficile à rendre de nouveau fonctionnel. Il faut reprendre un long apprentissage à d'effort lent, peu intense. La natation est recommandée.

Ce trouble est, au total, si difficile à guérir qu’il importe avant tout de le prévenir. Or, presque toujours, on retrouve, avant que ne s’installe chroniquement le tableau de cœur forcé, des épisodes de troubles du rythme paroxystiques. Nous prenons comme règle que, après un effort, toute tachycardie qui ne perd pas dans la ou les 2 premières minutes qui suivent la fin de l’effort le plus gros de son intensité, doit faire soupçonner des perturbations du fonctionnement du tissu nodal. Dès ce moment, on peut donc prévoir le dérèglement de l'excitabilité cardiaque et la seule mesure à prendre est l'interdiction de tout effort majeur.

Tant que le trouble d'excitabilité se passe dans l'oreillette ou au niveau du nœud d'Aschoff-Fawara (paroi inter-auriculaire), la vie du sujet n'est pas mise en cause. Il n'en est plus de même si le foyer anormal d'excitation siège dans un ventricule. Il peut survenir alors des crises de tachycardie ventriculaire qui se transforment parfois en une fibrillation ventriculaire mortelle.

Les troubles de conduction sont essentiellement caractérisés par des blocs (interruption de la conduction) auriculo-ventriculaires. Au cours de ces derniers, la contraction de l'oreillette n'est pas suivie de celle du ventricule et il faut un nouveau cycle cardiaque pour que le ventricule réponde. L’origine de ce trouble, très fréquent chez les gauchers, est dans l'action exagérée du pneumogastrique sur les cellules du nœud d'Aschoff-Fawara. Il disparaît à l'effort, lorsque le sympathique prédomine. De tels troubles, qui peuvent paraître graves, sont en réalité bénins. Dans certains cas, on observe une dissociation complète entre les battements des oreillettes et ceux des ventricules, lesquels sont excités par un foyer autonome.

Ces exemples précis, cardiologiques, ne représentent qu'une faible part des avatars de l’entraînement sportif. Sans parler des divers incidents et accidents locomoteurs (déchirures, élongations musculaires, ruptures musculaires, ruptures tendineuses, luxations, fractures …) qui relèvent de la seule traumatologie, nous devons envisager les troubles plus généraux causés par un surentraînement ou par un entraînement mal construit.

la fatigue du sportif

La fatigue du sportif a ceci de particulier que le sujet intéressé est encore capable d'en faire deux ou trois fois plus que le sujet sédentaire. Mais, ce qui est atteint, c'est le désir d'action. Le sportif fatigué se défend contre ce qu'il sent confusément être à l'origine de son malaise : il a peu d'appétence pour l’entraînement, il se force et la performance devient de moins en moins bonne. Plus il s’entraînera, plus la performance baissera. Un conflit naîtra entre l’athlète et son entraîneur. L'anxiété fera son apparition et les choses ne feront que s'aggraver.

Le seul remède à cet état n'est pas le renforcement de l’entraînement, mais l’arrêt temporaire plus ou moins prolongé. La pratique des épreuves cardiaques fonctionnelles, mettant en évidence une tachycardie d'effort exagérée et un allongement du temps de récupération, permet d'affirmer le dérèglement de l'organisme.

On a invoqué, à l'origine de cette fatigue, divers processus, notamment une diminution des fonctions surrénaliennes. En réalité, les choses sont beaucoup plus complexes. Parmi les dernières hypothèses, la diminution de la fonction androgénique testiculaire parait pouvoir jouer un rôle important. Cet effet pourrait passer par le système nerveux central et en particulier par la substance réticulée dont le fonctionnement est sensible aux variations de pH ou à celles des taux plasmatiques des diverses hormones. On conçoit très bien que toute exagération des activités physiques puisse perturber ce système si sensible et provoquer le syndrome de fatigue.

Pour conclure, nous devons dire que la pratique régulière d'activités physiques, permettant l'utilisation par les tissus de bèta-globulines, s'oppose au passage dans les tuniques vasculaires des lipoprotéines athérogènes. La pratique sportive apparaît ainsi, actuellement, comme le meilleur moyen de s'opposer au processus athérogène reconnu à la sédentarité. Ceci est vrai pour les sujets qui n'interrompent pas leurs activités physiques et continuent d'année en année, au travers des décennies, à pratiquer le sport même modérément.

Le rôle protecteur des activités physiques cesse avec leur pratique même. C'est pourquoi de grands champions retirés du stade, devenus dirigeants sportifs, n'échappent pas à la maladie artérielle et paient souvent un lourd tribut à la sédentarité retrouvée.

 

© Fernand PLAS.