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CONSÉQUENCES PHYSIOLOGIQUES ET CÉRÉBRALES D’UN ULTRA-TRAIL

6 août 2012

Depuis quelques années, l’université Jean-MONNET et le CHU de Saint-Étienne tentent de mieux comprendre la fatigue et la récupération induite par les efforts extrêmes, par exemple ceux du North Face® Ultra-Trail du Mont-Blanc® (UTMB®). Pour cela, ils ont conduit en 2009 une large étude scientifique dont la suite se profile en 2012, notamment pour analyser la fatigue des femmes.

PAR GUILLAUME MILLET, PROFESSEUR DE PHYSIOLOGIE DU SPORT

 

Pourquoi s’intéresser à l’UTMB® ? Parce qu’il s’agit d’une épreuve qui peut être qualifiée d’effort extrême, même si le Tour des Géants l’a, de façon sans doute dangereuse, ramené au rang de course en montagne « normale ». Or s’intéresser à ce type d’effort permet de mieux comprendre comment réagissent des organismes humains poussés dans leurs retranchements, et comment ils récupèrent. Certaines réactions sont aussi communes avec celles de patients atteints de chocs septiques graves. Quels enseignements avons-nous tirés de cette étude ? Grâce à elle mais aussi grâce à d’autres expérimentations préalables sur des efforts moins longs, nous avons constaté que la fatigue neuromusculaire lors d’efforts de très longue durée semble atteindre un plateau aux environs de 40 % des capacités avec une grande disparité entre les sujets. Cette hétérogénéité se retrouvait aussi au niveau des conséquences biologiques de l’Ultra. La prochaine étape sera donc de tenter d’expliquer les raisons de ces larges variations entre les coureurs. Une deuxième conclusion importante de cette étude est le fait que 15 jours après l’UTMB®, les coureurs ont quasiment récupéré l’intégralité de leurs capacités musculaires. Attention, la récupération n’était probablement pas complète mi-septembre pour autant. D’une part, d’autres indices de fatigue (comme la variabilité cardiaque)  n’étaient pas revenus à leurs valeurs d’avant-course ; d’autre part, nous n’avons pas testé la récupération sur un effort plus long que quelques secondes. Enfin, cette étude a permis de montrer qu’un ultra-trail n’était pas forcément – en tous cas pas sur tous les aspects (car nous n’avons pas étudié les conséquences tendineuses et articulaires par exemple) – plus délétère que d’autre épreuves d’endurance plus courtes… mais plus intenses. En témoignent notamment le peu de conséquences délétères de l’UTMB® sur la contractilité du myocarde ou sur la masse de globules rouges. Voyons cela dans le détail.

La fatigue : subjective, musculaire et sanguine

D’abord d’un point de vue subjectif, les sensations rapportées par les sujets après la course sur une échelle de 0 à 10 pour la fatigue générale, les douleurs aux cuisses et mollets et les nausées-problèmes digestifs montraient que 9 jours après la course, toutes les valeurs de fatigue et douleurs subjectives étaient revenues à leur valeur initiale. Mais la fatigue n’est pas seulement une question de sensations. Elle se mesure de façon objective comme étant la perte de force. Grâce à différentes mesures combinant stimulations électriques, mesure de la force et de l’activité du muscle, on peut aussi tester l’état du système nerveux central et la fatigue du muscle lui-même, en s’affranchissant du rôle du cerveau. Sur la base des courbatures perçues habituellement par les coureurs après un ultra-trail et en raison de la forte sollicitation des quadriceps en descente, on attendait une perte de force supérieure pour les quadriceps par rapport aux mollets. Il n’en fut rien, les 2 groupes musculaires subissaient environ la même perte de force. On sait toutefois que les courbatures sont davantage le reflet des dommages du tissu conjonctif (les « gaines » des muscles et fibres musculaires) que du muscle lui-même. L’origine de la fatigue était cependant différente pour les 2 groupes musculaires testés. Davantage liée au système nerveux pour les quadriceps et plutôt du muscle lui-même pour les mollets. Nous avons pu aussi montrer que la fatigue n’était pas corrélée au niveau de performance, ni à l’âge des sujets. De façon intéressante, la fatigue musculaire était en revanche corrélée au rendement de la course. En d’autres termes, les sujets à la foulée la plus économique étaient en moyenne ceux qui maltraitaient le moins leurs muscles. Ce résultat est surprenant et devra être confirmé. Enfin, la récupération de la force maximale (quadriceps et mollets) est quasi-complète 16 jours après l’UTMB®. Ce qui ne signifie pas forcément que la récupération de l’ensemble des systèmes biologiques est totale. Nous avons aussi bien entendu dosé un certain nombre de substances dans le sang, en particulier celles qui reflètent indirectement une atteinte musculaire. On les appelle notamment CK et Mb. Il existait une forte variabilité entre les sujets dans les concentrations  sanguines de ces substances. Plusieurs hypothèses permettent de l’expliquer mais il est probable que certains sujets soient naturellement plus résistants que d’autres musculairement, ce qui est un net avantage dans une course comme l’UTMB®. Ces valeurs permettent de fixer des standards sur les taux de CK et Mb et des autres marqueurs de souffrances musculaires et d’inflammation auxquels on doit s’attendre avant qu’il ait lieu de s’affoler. Par exemple, une valeur de 10 000 UI/l de CK ne doit pas être considérée comme exceptionnelle. Le « record » est de plus de 400 000 UI/l pour un coureur qui a toutefois dû subir une dialyse. Les  mécanismes inflammatoires et l’oedème (rétention d’eau) qui les accompagnent expliquent la prise de poids (+ 3 kg) observée 2 jours après la course.

La capacité à faire un effort de faible intensité

Nous avons encore demandé à nos sujets un petit effort supplémentaire à l’arrivée de l’UTMB®. Il est vrai qu’une fois la ligne franchie, on n’est pas à 5 minutes d’exercice près ! Il s’agissait de pédaler à une puissance donnée puis de s’asseoir sans bouger pendant 10 minutes sur une chaise. Nous nous sommes intéressés ici aux valeurs de consommation d’oxygène et de Fréquence cardiaque (F.C.) ainsi qu’aux vitesses de récupération (retour à l’état de repos). Le retour de la F.C. et de la consommation d’oxygène à l’arrêt de l’effort sur vélo était ralenti après l’UTMB®. Nous avons aussi mesuré la variabilité de la fréquence cardiaque. Une baisse de cette variable est associée à de la fatigue générale. Sans surprise, il existait une forte diminution de la  variabilité de la fréquence cardiaque associée à une forte baisse du tonus parasympathique mais il est intéressant de constater que ce facteur n’a pas entièrement récupéré 16 jours après la course.

Les globules rouges restent en forme olympique

En demandant aux sujets d’inhaler (un peu) de monoxyde de carbone et en leur prélevant quelques millilitres de sang, on a pu mesurer le taux d’hémoglobine et le taux d’hématocrite (pourcentage de globules rouges dans le sang) qui rendent compte de la capacité de transport de l’oxygène, capacité essentielle pour les sports de longue durée. Nous avons aussi pu mesurer le volume de sang et de plasma (sang auquel sont retirés les globules blancs et rouges, et les plaquettes). Nous avons surtout pu déterminer la quantité d’hémoglobine totale car le taux d’hémoglobine, facile à déterminer, dépend de la dilution dans le plasma. Ici, nous avons la masse totale des transporteurs de l’oxygène, ce qui nous a permis de mesurer l’effet de l’UTMB® sur ce paramètre. Le but de ces mesures était de voir l’effet de l’UTMB® sur l’hémolyse, c’est-à-dire sur la destruction des  globules rouges. Il se trouve qu’elle était très modeste : au total, il n’existait pas de changement de la masse total d’hémoglobine. La baisse du taux d’hématocrite observé était liée à une hémodilution, c’est-à-dire à une augmentation du volume de plasma.

Et la suite ?

Dans l’étude de 2009, nous avons investigué sur les conséquences biologiques et les mécanismes de fatigue neuromusculaire uniquement sur des coureurs hommes. Certaines données permettent de penser que l’amplitude et les causes de la fatigue à l’exercice de longue durée sont dépendantes du sexe. Toutefois, ces données physiologiques et les études ayant apparié hommes et femmes par niveau de performance, sur des distances plus courtes, semblent contradictoires avec la comparaison des performances entre les sexes. L’hypothèse d’une plus grande résistance à la fatigue induite par un effort de type ultramarathon chez les femmes mérite donc d’être testée. Les répercussions biologiques ne sont pas négligeables en termes de syndrome inflammatoire et de répercussion rénale en particulier. Sur le plan rénal, plusieurs cas d’insuffisances rénales aiguës nécessitant le recours à une dialyse ont été décrits après de tels efforts. L’évaluation des répercussions de l’ultramarathon sur les reins est donc nécessaire pour prévenir ces complications graves. En 2012, nous remettons donc l’ouvrage sur le métier. Le but principal de cette nouvelle étude sera de comparer la fatigue musculaire et biologique induite par un ultratrail en montagne entre des femmes et des hommes et d’évaluer, par des dosages biologiques sanguins et urinaires, les conséquences rénales d’un ultra. Nous en profiterons aussi pour mieux comprendre la fatigue cérébrale (en utilisant une nouvelle technique de mesure : la stimulation magnétique transcrânienne) et la fatigue des muscles respiratoires. Un volet Nutrition pour mieux connaître les habitudes alimentaires des coureurs d’ultra avant et pendant la course est aussi au programme.

En guise se conclusion, pour différencier le réel du fantasme

Vivre sa passion de l’effort extrême, c’est aussi se poser la question des effets délétères du « trop de sport » qui pourrait faire pencher la balance santé du mauvais côté. Pourtant, les pathologies aiguës graves sont peu nombreuses. À condition de ne pas se gaver d’antidouleurs ou d’anti-inflammatoires avant et pendant la course. Quant aux pathologies chroniques, la plupart résultent d’une mauvaise préparation. Il est toujours surprenant de voir avec quelle rapidité certains néocoureurs « montent » sur ultra, sans aucune expérience. Dans ce sens, on ne peut que se réjouir de la règle des points instaurée par les organisateurs de l’UTMB® pour pouvoir participer à leurs épreuves. Il est possible que la pratique de l’ultra en compétition soit néfaste sur le plan ostéo-articulaire à long terme si l’on fait n’importe quoi : multiplier les ultras, ne pas faire de coupure annuelle, etc. Dans ce cas, peut-être les ultra-traileurs mettent-ils en péril leurs articulations et leurs tendons. Disons presque autant qu’un footballeur, rugbyman ou skieur à haut niveau. Tout cela n’est que pure spéculation. C’est la raison pour laquelle des études scientifiques, du type de celle décrite ici mais aussi des études sous forme d’enquêtes dites épidémiologiques sont nécessaires pour différencier le vrai du faux. En attendant, doit-on arrêter l’ultra pour de futurs problèmes ostéo-articulaires non scientifiquement avérés ? Personnellement, j’ai du mal à aller m’entraîner si je n’ai pas la motivation de la compétition et de ses petits défis personnels. Un peu comme le suisse Werner SCHWEIZER : « Je suis un homme comme les autres, qui essaye de ne pas trop s’abandonner en se lançant des défis comme faire le Tour du Mont-Blanc en une seule étape ». Si cela vous aide à ne pas sombrer dans la sédentarité bedonnante, n’hésitez pas : franchissez le cap de l’ultra !

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LE LIVRE ULTRA-TRAIL® : PLAISIR, PERFORMANCE ET SANTÉ

Attirées par la passion ultra-trail du Mont-Blanc®, des dizaines de milliers de personnes se lancent  chaque année à l’assaut des chemins pour parcourir 100 km et plus avec parfois d’équivalent d’un mont everest à grimper… et à redescendre, le temps d’une journée ou d’un week-end. l’être humain est-il fait pour réaliser des épreuves aussi extrêmes ? Comment s’y préparer ? Quelles en sont les conséquences sur la santé ? Dans cet ouvrage richement illustré de 320 pages, Guillaume Millet nous entraîne à la découverte de l’ultra-trail sous toutes ses facettes : entraînement, technique de course et de marche, prévention des blessures, préparation mentale, ultra-trail au féminin, gestion de course, matériel. On y trouvera aussi toutes les astuces pour bien préparer et réussir l’utMB® et partir à la découverte des autres ultra-trails en France et dans le monde. Pédagogique, scientifique, mais aussi ludique, le texte fourmille d’anecdotes et de témoignages qui permettent au lecteur de s’identifier et d’aborder facilement chaque thème développé. Accompagné d’un DVD de plus de 140 minutes d’images pour mieux comprendre et visualiser l’utMB®, ce livre est un véritable guide pour découvrir ou se perfectionner dans ce qui est un peu plus qu’une simple discipline sportive.

 

 

 

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