Impact de l’hydratation et du rafraîchissement sur la performance d’endurance

Impact de l’hydratation et du rafraîchissement sur la performance d’endurance

Eau corporelle et turnover hydrique

L’eau est le principal constituant du corps humain et est indispensable à la vie. Bien que l’organisme puisse survivre pendant plusieurs semaines sans apport alimentaire, sa survie en est que d’environ 3 jours sans aucun apport hydrique. En effet, aucune réaction biologique ou fonction dans l’organisme n’est possible sans eau (9). Elle représente plus de la moitié du poids corporel : 50-55% chez la femme et environ 60% chez l’homme (10). Ce taux varie considérablement selon l’âge, le sexe et la composition corporelle de chaque individu. La teneur en eau de la masse maigre est beaucoup plus importante (73%) que pour la masse grasse (10%) (11). Les femmes ont en général une masse grasse plus importante que les hommes et donc une masse hydrique totale moins importante. Les personnes âgées ont une masse musculaire (qui fait partie de la masse maigre) moins élevée qu’un adulte en bonne santé, soit une masse hydrique totale inférieure (12).

À l’inverse, les athlètes ont une masse hydrique totale importante, due à la proportion de masse musculaire conséquente. L’eau corporelle est répartie dans les compartiments intracellulaires et extracellulaires. 2/3 de la masse hydrique est contenue dans l’espace intracellulaire, ce qui représente en moyenne pour un adulte de 70kg, 28 litres (soit 40% du poids total du corps). Le liquide intracellulaire contient une haute concentration en protéines, potassium et phosphates et une concentration basse en sodium et chlore. (13) Le reste de l’eau occupe l’espace extracellulaire. Ce compartiment est composé du plasma (3 litres) et du liquide interstitiel (11 litres) (13). Ceux-ci sont séparés par la membrane capillaire et ont une composition similaire excepté la concentration en protéines qui varie au niveau plasmatique. Leur concentration est élevée en sodium (Na+) et en le chlorure (Cl-), tandis qu’elle est basse en potassium (K) et calcium (Ca), phosphate (P) et magnésium (Mg). (12)

L’équilibre hydrique du corps est relativement stable à des températures comprises entre 18 et -20°C et avec une activité modérée, malgré les apports et pertes constants en eau. Elle est régulée par un système permanent d’échanges de liquides, d’ions et de solutés entre les deux compartiments. Selon l’EFSA 2010 (10), l’équilibre hydrique ou turnover hydrique est défini comme étant la différence entre la somme de la consommation d’eau (hydrique et alimentaire) et de la production endogène (produite par le métabolisme oxydatif des substrats des nutriments énergétiques, soit les glucides, protéines et lipides), moins la somme des pertes (tableau 1) (14). Ces pertes sont dues à la sueur, l’urine, la respiration et les selles et varient donc en fonction de la consommation liquidienne, du régime alimentaire, l’activité physique et la température ambiante. Par exemple, la miction urinaire varie d’un jour à l’autre, de l’ordre de 0.5 à 3 litres par jour (12). Ainsi, le turnover hydrique reflète l’homéostasie de l’eau corporelle sur une période de temps donné (15).

4.1.2 Régulation hormonale de l’eau La régulation de l’eau par 24h est assurée et a une précision de 0.2% par rapport au poids de base grâce aux mécanismes hormonaux impliqués (16) (figure 1). Le cerveau possède des récepteurs osmotiques mesurant l’osmolalité du plasma et indique, par la concentration de sodium plasmatique, l’état hydrique du corps. La concentration en solutés est tout aussi importante que la quantité d’eau dans le corps. En effet, tout changement d’osmolalité, même petit, peut être critique pour les fonctions métaboliques. C’est pourquoi l’osmolalité est étroitement surveillée et dès une variation de 1%, les mécanismes métaboliques développés ci-dessous sont enclenchés. Plusieurs facteurs influencent temporairement l’osmolalité, tels que les apports alimentaires ou l’exercice physique (9). Ce déphasage entre pertes et apports place les reins comme organe central de l’homéostasie hydrique, car ils modulent le volume d’eau excrétée par les urines (17). Par leur fonction primaire de filtration du sang et d’élimination de déchets ou de surplus de molécules, ils contribuent à la balance hydrique et à la balance électrolytique. Deux hormones principales régulent ce système : l’ADH et l’aldostérone (18).

L’ADH, ou également appelé vasopressine, est une hormone peptidique antidiurétique permettant de réguler la quantité d’eau dans le corps en limitant les pertes. Elle est produite par l’hypothalamus et libérée par l’hypophyse. Elle agit sur le segment distal des néphrons du rein où elle provoque une réabsorption d’eau. Les facteurs stimulants sa sécrétion sont une hypovolémie et/ou une hyperosmolarité plasmatique. Elle peut également être secrétée par d’autres facteurs tels que certaines émotions, la douleur, certaines substances pharmacodynamiques (nicotine et morphine) ou la chaleur. À l’inverse, les facteurs inhibiteurs sont une hypotonie plasmatique et/ou une hypervolémie. Le froid et les substances pharmacodynamiques d’adrénaline et d’alcool sont également susceptibles d’inhiber l’ADH (19). L’aldostérone est quant à elle une hormone produite par les glandes surrénales. Sa sécrétion est principalement stimulée par l’action de l’angiotensine II ou par une élévation de la kaliémie liée principalement à une hypovolémie (19). Elle participe au système rénine-angiotensine-aldostérone dont elle a un rôle prépondérant dans le maintien de la pression artérielle. Suite à une cascade de réactions enzymatiques, le système rénine-angiotensine-aldostérone permet d’augmenter la pression artérielle par plusieurs mécanismes dont deux d’entre eux sont la réabsorption d’eau et de NaCl (20).

La soif est un autre mécanisme de régulation hydrique en stimulant l’apport d’eau. Le centre de la soif se trouve dans l’hypothalamus et est lié aux récepteurs osmotiques (21). La soif résulte en une variété de signaux incitant à la consommation de fluide afin de préserver le capital hydrique. Deux types sont distinguables : la soif intracellulaire correspondant à une augmentation de la concentration osmotique et la soif extracellulaire correspondant à une diminution du volume d’eau comme lors d’exercice où il y a une perte d’eau via la transpiration. La soif apparaît lorsqu’il y a une augmentation de 1 à 2% de la concentration de solutés ou une diminution du volume sanguin d’environ 10%. Suite à l’ingestion de liquide, plusieurs niveaux de contrôle se succèdent pour envoyer des signaux destinés à couper la soif. Dans l’ordre, ils sont la bouche et le gosier, la sphère gastro-intestinale et les facteurs post-absorptifs. Cependant, le mécanisme de la soif reste peu précis puisqu’il répond tardivement à un début de déshydratation et ne restaure pas entièrement l’équilibre hydrique initial étant donné que le volume d’eau ingérée est fréquemment inférieur au volume d’eau perdue (17). Le point 4.4 aborde la question si respecter la sensation de soif lors d’exercice est suffisant pour maintenir un bon état d’hydratation. Pour limiter la déshydratation, l’activité physique même stimule le système rénine-angiotensinealdostérone et la sécrétion d’ADH. Celle-ci répond lorsque l’intensité de l’exercice >60% VO2 max et la sécrétion augmente progressivement au cours de l’exercice (18).

Thermorégulation

Le métabolisme énergétique lié à l’exercice entraîne une production de chaleur dans le corps et provoque une hyperthermie qui est définie par une température corporelle excédant 40°C (4). L’organisme supportant mal celle-ci, différents mécanismes se mettent en place afin de dissiper la chaleur (figure 2). La transpiration, également appelée sueur, en est le mécanisme le plus important, car il permet de dissiper le 75% de la chaleur avec approximativement 580 kcal de chaleur pour chaque litre de transpiration évaporée (4). La transpiration est composée d’eau à plus de 99%, le reste étant des minéraux, dont principalement le sodium à une concentration moyenne de 50 mmol/l (ou 1 g/l). Le restant des substances est le potassium, le magnésium et le chlorure (6). Lors d’absence d’activité physique à température modérée, le taux de transpiration est faible tandis que lors d’exercice, le taux peut s’élever en moyenne entre 1 à 2 litres par heure (9)(2). Il pourrait même atteindre les 3 litres par heure pour des exercices plus courts, mais à plus haute intensité et/ou sous une haute chaleur.

Ces fourchettes s’expliquent par les différences interindividuelles de taux de transpiration. Lorsque la durée et l’intensité de l’activité physique sont trop importantes, les mécanismes de thermorégulation ne sont plus suffisants pour maintenir la température corporelle, et ce particulièrement dans un environnement chaud. Ainsi, si la production de chaleur ne diminue pas, soit par maintien de l’intensité de l’exercice ou par dérèglement du système d’évaporation sous la chaleur, la hausse de température résulte en une hyperthermie. Cette dernière impacte négativement la performance physique et peut devenir critique pour la santé, voire fatale dans les cas les plus sévères (2). L’hypothalamus contrôle la température corporelle qui doit être maintenue dans une fourchette étroite autour des 37°C (31). Si la température est hors de la fourchette, elle impacte la vitesse des réactions enzymatiques se traduisant par un taux métabolique diminué. Les pertes de chaleur peuvent se faire par radiation (émission sous forme de radiations électromagnétiques), conduction (diffusion par contact physique avec un objet), convection (renouvellement de l’air ou de l’eau en contact avec le corps) ou évaporation (passage de l’état liquide à l’état gazeux via la sudation ou la respiration).

Cette dernière est celle qui est la plus sollicitée lors de la course à pied. La sudation entraîne une vasodilatation. Le volume sanguin augmente ainsi en périphérie aux dépens du volume sanguin central. Le rythme cardiaque augmente afin d’assurer la circulation sanguine jusqu’aux capillaires et pour compenser l’hypovolémie causée par l’évaporation au cours de l’exercice. Dans un état d’hypovolémie, soit de déshydratation, les muscles ne sont pas nourris adéquatement et ne peuvent par conséquent pas fonctionner de manière optimale, d’où la diminution de la performance. De plus, il y a une diminution de la sudation étant donné qu’il y a moins de sang en contact avec la peau (9). Néanmoins, les mécanismes responsables de la baisse de la performance sous la chaleur ne sont pas encore tous élucidés. Une étude suggère que l’élévation de la température corporelle en soi est impliquée directement. Ceci est supporté par le fait que l’acclimatation à la chaleur permet de diminuer la température corporelle en état d’inactivité et de ralentir la montée de la température pendant l’exercice.

Table des matières

1 RESUME
2 LISTE DES ABREVIATIONS ET LEXIQUE
2.1 Abréviations
2.2 Lexique
3 INTRODUCTION
4 CADRE DE REFERENCE
4.1 Hydratation
4.1.1 Eau corporelle et turnover hydrique
4.1.2 Régulation hormonale de l’eau
4.2 Environnement
4.2.1 La chaleur et l’humidité
4.2.2 Acclimatation et exercice
4.2.3 Autres facteurs environnementaux
4.3 Activité physique
4.3.1 Physiologie
4.3.2 Thermorégulation
4.3.3 Fatigue
4.3.4 Déshydratation
4.4 Guidelines de l’hydratation
4.4.1 Historique
4.4.2 Les deux points de vue fondamentaux
4.4.3 Les recommandations actuelles : sur quoi se basent-elles ?
4.4.4 Guidelines : hydratation avant l’effort
4.4.5 Guidelines : hydratation pendant l’effort
4.4.6 Guidelines : hydratation après l’effort
4.5 Rafraîchissement
4.5.1 Precooling
4.5.2 Percooling
4.5.3 Mécanismes du pre- et percooling
4.5.4 Température corporelle
4.5.5 Méthodes de rafraîchissement et leur mécanisme
4.6 Guidelines du rafraîchissement
4.6.1 Historique et recommandations actuelles
5 QUESTIONS DE RECHERCHE
5.1 Question de recherche N°1
5.2 Question de recherche N°2
5.3 Hypothèses
5.3.1 Hypothèse n°1 :
5.3.2 Hypothèse n°2 :
6 BUT ET OBJECTIFS DU TRAVAIL
6.1 But :
6.2 Objectifs :
7 METHODOLOGIE
7.1 Revue de littérature
7.1.1 Source de données
7.1.2 Critères d’inclusion
7.2 Sélection des articles
7.3 Sélection selon la qualité de l’étude
7.4 Extraction des données et variables :
8 RESULTATS
8.1 Résultats de la question de recherche n°1 :
8.1.1 Caractéristiques de la population :
8.1.2 Température ambiante :
8.1.3 Performance des athlètes :
8.1.4 Etat d’hydratation :
8.1.5 Taux de transpiration
8.1.6 Température corporelle :
8.1.7 La fréquence cardiaque :
8.1.8 Paramètres sanguins
8.1.9 Ressenti et perception des sensations :
8.2 Résultats de la question de recherche N°2 :
8.2.1 Caractéristiques de la population
8.2.2 Température ambiante
8.2.3 Performance des athlètes
8.2.4 Température corporelle
8.2.5 Fréquence cardiaque
8.2.6 Paramètres biologiques
8.2.7 Ressenti et perception
9 Discussion
10 Perspectives
11 Conclusion
12 Remerciements
13 Liste de références bibliographiques
14 Liste bibliographique
15 Annexes
Télécharger le rapport complet