Débits ventilatoires maximaux en altitude

Science & Sports, 4 (1989) 137-143 137 © Elsevier, Paris

Article original

D6bits ventilatoires maximaux en altitude

a Labora to i re de physiologie ,

H. G U E N A R D 1 et C. DE B I S C H O P 2

UniversitO de Bordeaux-I I , 146, rue Ldo-Saignat, 33076 Bordeaux Cedex; 2 U E R E P S , 33000 Bordeaux , France

(Refu le 10-10-1988; acceptd le 3-4-1989)

R ~ s u m ~ - Les d6bits respiratoires maximaux pendant l 'expiration forc6e ont 6t6 mesur6s chez 6 sujets normaux respirant des gaz normoxiques ayant des densit6s 6quivalentes/t des altitudes de 2, 4, 5,5 kin. Les mesures ont 6t6 faites dans un pl6thysmographe. Les d6bits de pointe (DEP) ont 6t6 compar6s ~t ceux obtenus simultan6ment avec un miniwright peakf low-meter (MWP). Les r6sultats mettent en 6vidence l 'absence de fiabilit6 du MWP en altitude simul6e. Les variations du DEP en fonction de la densit6 du gaz sont en accord avec celles d6j/t publi6es dans la litt6rature, que ce soit en altitude r6elle ou simul6e. Par ailleurs, les d6bits maximaux ont 6t6 mesur6s chez 3 sujets au niveau de l a m e r puis en altitude r6elle/t 3 700 m pendant une p6riode d'exposition de 24 jours. Ces m~mes sujets effectuaient par ailleurs un exercice musculaire mod6r6 (90 W) de 30 rain pendant lequel la fr6quence cardiaque, les pressions art6- rielles systoliques et diastoliques 6taient mesur6es. L'6volution des d6bits maximaux en fonction du temps d'acclimata- t ion/ t l 'altitude met en 6vidence une augmentation hors de proportion avec la diminution de la densit6, des d6bits maximaux dans les premiers jours d'exposition. Cette augmentation est synchrone de celle de la fr6quence cardiaque et de la pression art6rielle systolique durant l'exercice. Cela suggbre l'intervention synchrone, cardio-vasculaire et bron- chique, du systbme sympathique lors de la phase initiale de l 'acclimatation ~t l 'altitude.

altitude / d~bits maximaux / d~bit de pointe / courbe d~bit/volume / exercice musculaire

S u m m a r y - M a x i m a l f l o w rates at h i g h a l t i tude . Maximal f l ow rates (MFR) during forced expiration were measured in six normal subjects breathing normoxic gas mixtures supplemented with different fractions o f helium in nitro- gen in order to simulate the air density at O, 2, 4, 5.5 km altitude. Experiments were performed in a body plethysmograph. MFR were measured at the mouth with a Fleiseh pneumotachograph (PTG) and simultaneously with a miniwright peak f low-meter (MWP) that was in series in the expiratory circuit. The PTG was calibrated in order to obtain a mouth vital capacity that was similar to the perithoracie one. The results point out the lack o f reliability o f the M W P at simulated altitude (Fig. 5). Differences between M W P index and PTG peak expiratory f l ow rates (PEF) are both inhaled gas density-and subject-dependent. Alterations in PEF as a function o f gas density are in good agreement with those previously described at both real or simulated altitude (Fig. 3). MFR were also measured with a similar technique (but without MWP) in three subjects at sea level and during a 24-day exposure at altitude (3.700 m). Moreover, cardiac frequency (cf), systolic (Pas) and diastolic arterial pressures were measured in those subjects performing a moderate muscular exercise (90 W, 30 rain) both at sea level and at altitude. The increase in maximal f low rates at 50% (FEF 50) and 75 % (FEF 75) o f the forced vital capacity is maximal during the early phase o f exposure at real altitude. FEF 50 and FEF 75 subsequently decrease between the 12th and the 24th day o f exposure (Fig. 4). Alterations in the systolic arterial pressure (Pas) and cardiac frequency (fc) during exercise are synchronous to those in FEF. The fac t that Pas,

138 H. Guenard et C. de Bischop

fc, FEF 50, FEF 75 are greater during the onset o f exposure at altitude, strongly suggests that the control o f the sympa- thetic system increases during the early phase o f the hypoxic adaptation at altitude. This increase might be responsible for both the reduction in the bronchomotor tone an the stimulation o f the cardiovascular system.

altitude I maximal respiratory flow rate I peak flow rate I flow~volume curve I muscular exercise

Introduction

L a d iminu t i on de la densit6 gazeuse en a l t i tude entra~ne celle des r6sistances fi l ' 6cou lement tu rbu- lent dans les voies a6riennes ce qui, si la p ress ion alv6olaire d6velopp6e pendan t l ' exp i r a t i on reste cons tan te , au ra pou r cons6quence une augmen ta - t ion des d6bits ins tantan6s m a x i m a u x (Mnax) en a l t i tude si ceux-ci sont exprim6s dans les, condi t ions de t emp6ra tu re , de press ion et de sa tu ra t ion en vapeur d ' e a u de l ' o r g a n i s m e (BTPS). Peu de t ra - vaux ont 6t6 consacr6s h la mesure des d6bits maxi- m a u x expi ra to i res dans des cond i t ions techniques sa t i s fa isantes ~ diff6rentes a l t i tudes . Manse l et al. (1980), u t i l i sant une m6thode sp i rom6tr ique , ont r6alis6 des courbes d6bi t -vo lume expi ra to i res en s i tua t ion r6elle h 90 et 5 366 m d ' a l t i t u d e apr6s 9 /l 30 jours d ' acc l ima ta t ion . Gaut ie r et al. (1982) ont fa i t le m~me type de mesure , mais cette fois-ci en p l6 thysmograph ie vo lum6t r ique avan t et p e n d a n t un s6jour ~t 3 457 m, apr~s 6 jours d ' a c c l i m a t a t i o n . P a r ai l leurs dans une bp t ique plus m6dicale, Mas- sen et al. (1986) ont utilis6 le miniwright p e a k f low- meter, ins t rument peu encombrant , de construct ion rud imenta i re don t l 'uti l i t6 dans la surveillance d ' u n b r o n c h o s p a s m e n ' e s t p lus ~ d6mont re r . Tou te fo i s les conclus ions de ces au teurs sont divergentes de celles de Manse l l et al. et de Gau t i e r et al. puisque, pou r ces derniers en par t icul ier , l ' a u g m e n t a t i o n du d6bi t de po in te est d ' e n v i r o n + 18o70 alors qu '~ la m~me al t i tude Massen et aL arr ivent ~ une augmen- t a t ion de + 3 %. I1 appara i s sa i t donc int6ressant de tenter d '6c la i rc i r le p rob l6me de la mesure des Vmax en a l t i tude et de l ' i n t e rp r6 ta t ion des var ia - t ions 6ventuel lement observ6es.

M~thode

Six sujets de 23 fi 44 ans, 3 hommes et 3 femmes, ont particip6 fi la premibre partie de l'6tude dite d'alti tude simul6e. Les mesures ont 6t6 faites en pl6thysmographie volum6trique. Le sujet assis/~ l'int6rieur de la bo~te res- pire fi l'ext6rieur de la bolte par l'interm6diaire d 'une chambre ~ soupapes de faible r6sistance. La partie ins- piratoire de la chambre est connect~e ~t un ballon de 200 1 contenant soit de l 'air, soit un m61ange simulant des den- sit6s correspondant/t des altitudes de 2, 4, 5,5 kin. Le

m61ange contient toujours la m~me fraction d ' O 2 (21%). Les diff6rentes densit~s sont r6alis6es en m61angeant les 79% restants en proportion variable avec de l 'azote et de l'h61ium. La partie expiratoire de la soupape est con- nect6e & un tube de 1,5 m de long, 3 cm de diam6tre, destin6 fi diminuer l 'aspect turbulent de l'6coulement li6 /t la pr6sence de la soupape expiratoire et d 'un d6bit 61ev6. Un pneumotachographe de Fleisch n ° 4 (PTG) est fix6 fi l'extr6mit6 de ce tube par l 'intermddiaire d 'un c6ne de raccordement. Le PTG est lui-m~me raccord6 au miniwright peak flow-meter. Celui-ci est constitu6 d 'un tube cylindrique dans lequel peut se d6placer un disque 16ger dont la position est rep6r6e sur une 6chelle gradu6e. Le disque est fix6/t un ressort dont l'61ongation est fonction de la pression maximale revue par le disque pendant l 'expiration forc6e. Apr6s 5 min de rin~age avec un m61ange donn6, le sujet effectue 3 manoeuvres d'expiration forc6e apr6s une inspiration forc6e.

Le pl6thysmographe est, pour cet usage, 6quip6 de 2 capteurs, l 'un pour le PTG destin6 & mesurer les d6bits maximaux (Fleisch n ° 4), l 'autre pour mesurer la pression dans la cabine (Capteurs Schlumberger _+ lhPa). La mesure des d6bits p6rithoraciques est lin6aire jusqu'& 30 1.sec -I. Cette valeur 61ev6e est ndcessaire car les d6bits de pointe p6rithoraciques des sujets normaux sont tr~s 61ev6s. Le PTG est 6talonn6 en faisant l'hypoth~se que la capacit6 vitale expir6e mesur6e fi la bouche est identique h la capacit6 vitale p6rithoracique. Ainsi les d6bits maximaux mesur6s par le PTG sont directement expri- m6s dans des conditions BTPS.

Les signaux sont trait6s num6riquement par un pro- gramme mis au point au laboratoire sur micro-ordinateur H.P 9825. Des 3 courbes d6bit-volume, celle donnant le meilleur indice de Tiffeneau pour la meilleure capacit6 vitale forc6e (CVF) est retenue. L e volume expiratoire maximum seconde (VEMS), la CVF, le rapport VEMS/CVF, le d6bit de pointe expiratoire en pl6thys- mographie (DEP), le d6bit de pointe indiqu6 par le miniwright (MWP), le d6bit moyen maximum entre 25 et 75% de la CVF (DEMM 25-75), le rapport VEMS/DEMM 25-75, le d6bit maximum h 50% de la CVF (DEM 50) ainsi que la pression alv6olaire maximum (Pmax) d6ve- lopp6e au cours de l 'expiration forc6e (Kays et al., 1982) ont 6t6 retenus dans les r6sultats.

Dans une deuxi6me partie, les r6sultats obtenus sur 3 sujets en altitude r6elle sont rapport6s. Ces exp6rien- ces ont 6t6 faites h La Paz, ~ 3 700 m d'altitude, ~ l 'Insti- tut bolivien de biologie de l 'altitude. Le protocole comportait un exercice musculaire mod6r6 (90 W), de 30 min, avec mesure de la pression art6rielle systolique et diastolique (Pas et Pad) et de la fr6quence cardiaque intervalles r6guliers. Seules seront retenues darts les r6sul- tats les valeurs obtenues au repos avant l'exercice et ~t

Ddbits ventilatoires maximaux en altitude 139

la 30 e min de l'exercice. Avant et apr~s l'exercice, les sujets r6alisaient 3 courbes d6bit-volume avec le m~me mat6riel que celui d6crit pr6c6demment, la meilleure courbe &ant s61ectionn6e pour les r6sultats. Le protocole a 6t6 r6alis6 aux jours (J) 0, 1, 2, 3, 5, 7, 12, 24. Les mesures g basse altitude ont 6t6 faites auparavant, g Bordeaux (30 m), avec un appareillage strictement identique ~t celui d'altitude. Le but des mesures des param&res cardio- vasculaires 6tait d'avoir un t6moin, autre que respiratoire, des modifications v6g6tatives entra~n6es par l 'altitude, l'exercice musculaire pouvant sensibiliser l'6preuve. Par ailleurs l'exercice musculaire permettait de tester la r6ponse bronchomotrice/t l 'hyperventilation en altitude. Le pouvoir 6vaporatoire est en effet plus grand en altitude alors que la pression de vapeur d 'eau ambiante est en r6gle plus faible. Les caraet6ristiques morphom&riques des sujets utilis6s darts eette &ude sont rassembl6es dans le Tableau I.

Tableau I. Caract6ristiques morphom&riques des sujets. Les 3 sujets du bas ont effectu6 le protocole en altitude r6elle.

%

100

90

8O

70

MWP/DEP

MWP (MWP/PEF)

=L L * ' _Lj .

" ~ + + + ,

0 2 4 5.5 0 2 4 5.5 0 2 4 '5,5

V E M S / C V F V E M S / D E M M 2 5 - 7 5

(FEV 1 /FVC) (FEV 1 / F E F 2 5 - 7 5 )

± - • z-L-T"

+ +

+ + +

o 2 4 s s AI t . (km)

Fig. 1. Variations relatives par rapport h 1'altitude 0 du d6bit indiqu6 par le MWP, du rapport MWP/DEP, des rapports VEMS/CVF et VEMS/DEMM 25-75 pour les 3 altitudes 6tudi6es.

Age Taille Poids Sexe (ans) (cm) (kg) (17 ou M)

C.D. 26 164 54 F AM.C. 44 166 54 F AM.L. 27 168 48 F H.G. 43 180 80 M G.M. 39 168 59 M J.M. 26 174 71 M

J.C. 51 166 63 M M.B. 36 171 58 M H.G. 41 180 80 M

% DEP DEMMS0

130 (PEF) (FEFS0)

+++

. i ++ I I

110

100

90 r 0 2 4 5.5 0 4 5.5

120

DEMM25-75 VEMS

(FEF25-75) (FEV1) PMax

.++ +++

+++1 i ++ ÷÷

÷ T

l

0 2 4 5 . 5 0 2 4 5 . 5 0 2 45 .5 AIt.(km)

Les r6sultats de la premiere partie ont 6t6 trait6s par analyse de variance. Afin de r6duire la variabilit6 intra- individuelle, la moyenne des valeurs mesur6es, pour un individu et un param~tre donn6, pour les 4 altitudes, a d 'abord ~t6 effectu6e. Les valeurs ont 6t~ ensuite rappor- t6es h cette moyenne. Enfin pour faciliter l 'interpr6ta- tion des r6sultats, ceux-ci ont 6t6 standardis6s en prenant comme valeur de r6f6rence (100%) les valeurs moyennes obtenues/t l 'altitude 0. L'analyse de variance a 6t6 faite en comparant les valeurs obtenues pour chaque altitude et pour les 6 sujets.

Rdsul ta ts

Les Figures 1 et 2 met tent en 6vidence les var ia t ions des d6bits m a x i m a u x . L ' a u g m e n t a t i o n du D E P est tr~s net te , elle a t te in t en m o y e n n e 13070 h 4000 m et 2207o ~ 5 500 m (Fig. 1). Le M W P reste lui cons- t an t et t end m~me/ l d iminue r ~t 5 500 m. De ce fai t ,

Fig. 2. Variations relatives/l l'altitude 0 des d6bits maximaux de pointe (DEP), du DEMM 50, du DEMM 25-75, du VEMS et de Pmax pour les 3 altitudes fictives 6tudi6es.

le r a p p o r t M W P / D E P d iminue s igni f ica t ivement d~s 2000 m. L ' a u g m e n t a t i o n du V E M S n ' appara~ t q u ' h 5 500 m (Fig. 2), le r a p p o r t V E M S / C V F ainsi que la C V F ne changent pas (Tab leau II) . Les augmen ta t i ons du D E M M 25-75 et du D E M M 50 sont paral l~les ~t celle du d6bi t de po in te (Fig. 2). Les va r ia t ions du V E M S 6tant fa ibles , le r a p p o r t V E M S / D E M M 25-75 d iminue f r anchement . L a P m a x , p ress ion alv~olaire max ima le d6velopp6e p e n d a n t l ' e x p i r a t i o n forc6e, augmen te signif icat i- vement p a r r a p p o r t ~ l ' a l t i t ude 0. En revanche ,


l ' ana lyse de var iance (Tab leau II) met en 6vidence l ' absence de modif ica t ions entre les autres alti tudes.

L a F igure 3 rassemble les valeurs absolu~8 de D E P mesur6es en a l t i tude r6elle ( symbole cret!x) et celles mesur6es en a l t i tude fict ive en fonc t ion de la densi t6 du gaz ventil6. Les r6sultats appa ra i s sen t tr~s homog~nes . Le D E P ne se modi f i e pas lor~ des 24 jou r s d ' a c c l i m a t a t i o n .

L a F igure 4 met en 6vidence l ' 6vo lu t ion du D E M 50 et du D E M 75 chez les 3 sujets en a l t i tude r6elle. L ' a n a l y s e de var iance mon t r e que la d iminu t ion de ces 2 param~tres en fin de s6jour h J24, pa r rap- p o r t aux aut res va leurs d ' a l t i t ude , est s ignif icat ive

DEP (Ps - I ) {PEF)

• VOROSMARTI ~Vol n = 7 51MUL. • Cef i 'e ~ f u d e n = 6

0 MANSELL ~l'al n = 7 ¢ REEL. . ] A GAUTIER ~Pal

l ~;~ CeH'e ~tude n = 3

15

10

o •

mo

I I I I

0 .25 .50 .75 1 d

Fig. 3. D6bit expiratoire de pointe en fonction de la densit6 relative du gaz inspir6 en altitude simul6e (simul.) et r6elle (r6el.).

8

7

6

5

4

3

2

1

0

0 J . C .

~ s - 1 [ ] H.G.

Z~ M.B.

o---o ~,,

I j D, .._._n_---[] X ,

: j _ _ _ _ o., .oj I i I I I _ I I I I J I

C JoJIJ2J3 ~5 J7 J12 J24

D E M 5 0

( F E F 5 0 )

O E ~ 75 ( F E ~ 7 5 )

Fig. 4. Evolution pendant un sfjour de 24 jours ~t 3700 m d'altitude du DEM 50 et d~ DEM 75. C = contr61e au nivean de la mer. J =nombre de jours pass6s en altitude.

s au f p o u r le D E M 75 du sujet H . G . L ' a u g m e n t a - t ion ma x imum relative par r a ppo r t aux valeurs con- t r f l e , au niveau de l a m e r , ob t e nue apr6s 3 j ou r s d ' expos i t ion , est plus impor t an t e que celle ob tenue en respirant un ~ l a n g e no rmox ique de m~me den- sit6 au n iveau de la mer .

L a cin6tique ~t ] 'exercice des va r ia t ions de pres- s ion art6rielle p e n d a n t l ' a c c l i m a t a t i o n est var iab le d ' u n sujet h l ' au t r e . L a d iminu t i on de Pas h l ' exer - cice en fin de s6jour est tou te fo i s r emar~uab le ,

T a b l e a u II. Analyse de variance des donn6es de l'expiration forc6e, de gauche ~ droite, test de F sur la diff&ence entre les moyennes pour les diff6rentes altitudes (0, 2, 4, 5,5 kin), degr6 de signification (P). Analyse de variance entre 2 altitudes donn6es (0, 2, 4, 5,5). * P<0,05; ** P<0,01 ; *** P<0,001.

F P 0-2 2-4 4-5,5 0-4 0-5,5 2-5,5

DEP 35,7 MWP 5,7 MWP/DEP 118,7 VEMS 7,5 DEMM 25-75 62,3 VEMS/DEMM 25-75 19,8 CVF 1,75 VEMS/CVF 2,77 DEM 50 59 P.max 75

XXX NS X NS XXX XXX XXX X NS NS NS NS X NS

XXX X XXX XXX XXX XXX XXX XX NS NS X NS XX XX

XXX XXX X XXX XXX XXX XXX XXX XX NS NS XXX XXX NS

NS NS

XXX XXX X XX XXX XXX ~ X X XX X XX NS XX XX ~ NS

D6bits ventilatoires maximaux en altitude 141

d 'autant plus que la fr6quence cardiaque est afissi diminu6e. Les autres param~tres cardio-vasculaires ne se modifient pas significativement, que ce soit au repos (fc, Pad) ou ~t l'exercice (Pad).

Discussion

Dans une lettre adress6e au Lancet, Forster et Par- ker (1983) &udient le fonctionnement du miniwright peak flow-meter. Les 6talonnages sont faits en admettant dans l 'appareil un d6bit de gaz dont la valeur maximale est d 'environ 11 1.sec -1 h dif- f6rentes altitudes et en utilisant aussi de l'h61ium comme gaz vecteur pour r6duire encore la densit6. Sur la Figure 5 est repr6sent6e la relation MWP- densit6 trouv6e par ces auteurs. Les valeurs de MWP sont donn6es par rapport ~t la valeur initiale ~t densit6 relative 1. Un ajustement de la courbe par une fonction puissance donne une tr~s bonne cor- r61ation avec un exposant de 0.3. Sur cette figure sont port6es les valeurs individuelles des rapports M W P / D E P , trouv6es dans ce travail, en altitude simul6e, en fonction de la densit6. Deux groupes de sujets se distilaguent. Quatre sujets ont des rapports M W P / D E P bas, ceux qui ont des d6bits de pointe 61ev6s (9,2 ~ 12,7 1.sec -1 en air h densit6 1) (courbe n ° 2), alors que les 2 autres ont des DEP tous les deux ~t 4,6 1.sec -1 (courbe n ° 3). Cela fait appara~tre que l'exactitude de l'appareil est non seu- lement fonction de la densit6 mais du d6bit, il sous- estime les d6bits 61ev6s d'environ 5070 pour un DEP

1.2

1.0

0.8

0.6 015

( ~ Y= LO0 X 0"30 r "2 = 0.99 ( FORSTER, PARKER )

D E P / N W P (~)v= . 953X0'386 r'2 = 0.961 (~ H.G, A G.M, -~- J.M, e C.D )

( P E F / M W P ) ~ v= 1.200x a 3 ~ r -2 = 0.9;'2 (~AM C, o A ML J

o o

® ®

0'., 0'., ',d Fig. 5. Rapport des d6bits de pointe mesur6s par un pneumotachographe (DEP) et le mini wright peak flow-meter (MWP). Courbe 1 : relation &ablie par Forster et Parker. Courbe 2: relation observ6e chez 4 sujets ayant un DEP 61ev6. Courbe 3 : relation observ6e chez 2 sujets ayant un DEP faible.

de 11,5 1.sec 1 alors qu'il surestime fortement les DEP faibles d 'environ 18070. Une fonction puissance ajust6e sur les valeurs moyennes de chacun de ces 2 groupes donne une tr6s bonne corr61ation. L 'exposant des fonctions puissance est plus grand que celui indiqu6 par Forster et Parker montrant une d6pendance de la densit6 encore plus 61ev6e que celle trouv6e par ces auteurs. Ces exposants sont tr~s voisins dans les 2 groupes. La diminution de WPF avec la densit6 n'est donc pas affect6e par la valeur r6elle initiale du d6bit de pointe. Les valeurs de WPF rapport6es dans la litt6rature sont, par cons6quent, ~t consid6rer avec prudence puisque leur relation avec le DEP est/t la fois d6pen- dante de la densit6 du gaz et de la valeur absolue du DEP, l 'exactitude 6tan~ la meilleure pour un d6bit de pointe d'environ 10 1.sec 1, pour une den- sits relative de 1. Pour For8ter et Parker, le WPF diminue chez 19 sujets de 335°70 (NS) ~t 3000 m, de 6,8°70 (tr6s significativement) ~t 4200 m. Pour Mas- sen, la diminution est de 4,2070 chez 12 sujets, non significative d'apr6s les chiffres donn6s par les auteurs. En altitude simul6e, la diminution obser- v6e dans ce travail ~t 4000 m est de 3,2070 (NS), elle est de 5,5070 ~t 5500 m, significative. Ces diminu- tions sont donc plus faibles que celle observ6e en altitude r6elle. Les diff6rences sont toutefois mod6- r6es et pourraient ~tre li6es en l 'absence d'autres arguments aux conditions diff6rentes d'utilisation de l 'appareil. La foncfion puissance propos6e par Forster et Parker pour passer du WPF au DEP n'est pas d 'une application tr~s pratique. La Figure 5 montre que l'hypothbse d'une relation lin6aire entre W P F / D E P et densit6 est raisonnable. La diminution de ce rapport est respectivement de 28 et 21070 dads les 2 groupes de sujets (haut et bas DEP) lors- que la densit6 passe de 1 ~t 0,5. Dans ces conditions, si PBz est la pression barom6trique ~t une altitude donn6e, PBo 6tant la pression de r6f6rence et WPFo le peak flow de r6f6rence, la valeur corrig6e du W P F ~t l ' a l t i tude z serait comprise entre 1,39 PBz/PBo (DEP faible) et 1,27 PBz/PBo (DEP fort). I1 faut insister sur le fait que l 'appareil donnant des coefficients W P F / D E P variables selon le DEP des sujets, il est n6cessaire d 'avoir les valeurs contr61e de ces sujets au niveau de l a m e r pour interpr6ter une valeur de DEP obtenue en altitude.

Comme le montre la Figure 3, les vaieurs de DEP en altitude simul6e ou r6elle sont en bon accord. Le d6bit de pointe est fonction de la puissance musculaire d6velopp6e par les muscles respiratoires pendant l 'expiration forc6e, ce qui est traduit habi- tuellement par la notion vague d 'effort . Un indice indirect de cette puissance est la pression alv6olaire maximale atteinte pendant l 'expirafion forc6e


(Kays et al., 1982). Les valeurs de Pmax obtenues sont tr~s dispers6es d 'un sujet ~t l 'autre et, pour des raisons peu 6videntes, plus faibles en moyenne pendant la p6riode contr61e que lors des 3 altitudes simul6es. En revanche, il n'existe aucune diff6rence entre les Pmax obtenues h ces 3 altitudes. Les dif- f6rences de DEP entre ces 3 altitudes sont donc li6es uniquement aux variations de densit6 de gaz. L'augmentation du DEMM 25-75 entre les valeurs de con- tr61e et d'altitude fictive sont de 14,9% ~ 4000 m et de 22,9% ~ 5500 m. Pour Vorosmarti et aL (1975), elle est de 34% pour une variation de den- sit6 relative de 1 ~t 0,43, soit en intrapolant 23% ~t 4000 m e t 29,8°70 ~t 6000 m. Les valeurs donn6es par ces auteurs sont donc discr6tement sup6rieures aux n6tres. Si l 'on extrapole les donn6es de Wood et Bryan (1969) obtenues en hyperbarie, h l 'hypo- barie, l 'augmentation du DEM 50 entre 0 et 4000 ou 6000 m serait respectivement de 26,7 et 39,3%, valeurs nettement sup6rieures aux pr6c6dentes. La validit6 de l 'extrapolation est peut-&re ~t mettre en question. Les moyens techniques utilis6s sont aussi certainement ~ l'origine d 'une partie de la disper- sion des r6sultats.

En altitude r6elle, lors d 'un s6jour bref (6 jours), Gautier et aL ont mis en 6vidence des augmenta- tions des DEM 50 et 75 qui d6passent les valeurs estim6es ~t partir des 6quations de Wood et Bryan (1969). Brody et al. (1977), afin de comparer les d6bits maximaux de natifs des hautes altitudes ~t ceux de basses altitudes, effectuent une standardi- sation des courbes d6bit-volume, tendant ~ les nor- maliser pour une altitude nulle en utilisant le facteur de correction indiqu6 par Wood et Bryan (division des valeurs observ6es par [PB altitude 0/PB altitude r6elle] 1/2. Brody et al. sugg~rent que cette correction n'est pas valable ~t bas volume pulmo- naire. Leurs r6sultats ne portent pas sur la cin6ti- que des variations des d6bits maximaux ~t l'altitude mais sur la comparaison entre natifs de haute ou de basse altitude. Cruz (1973) 6tudie les r6sistances mesur6es par la m&hode d' interruption chez 6 sujets passant en haute altitude (4355 m). Ses r6sultats n'indiquent pas de variations des r6sistan- ces au 3 ~ jour d'exposition en altitude (2,85 +_ 0,28

4350 m contre 3,04+0,19 hPal-lsec h 150 m). Cette discordance entre d 'une part les r6sultats de Gautier et al., les n6tres et, d 'autre part, ceux de Cruz, pourrait tenir au fait que la mesure de r6sis- tance des voies a6riennes par la m6thode d'interruption tient compte des modifications de r6sistance du larynx. Or, les variations de r6sistances laryn- g6es et bronchiques peuvent ne passe faire dans le m~me sens (Rodarte et Hyatt , 1973). Quoi qu'il en soit, la viscosit6 dynamique des gaz &ant ~ tempS-

rature constante, ind6pendante de la pression baro- m6trique, aucun facteur physique ne semble pouvoir expliquer les r6sultats de Gautier et al. Des facteurs biologiques seraient donc mis en jeu, en particulier, la stimulation orthosympathique li6e l'hypoxie d'altitude. Ce point hypoth&ique est sou- tenu dans ce travail par le fait que les variations de pression art6rielle systolique et de fr6quence cardiaque h l'exercice mod6r6 montrent des variations corr61atives ~ celles du DEM 50 et 75. En particulier, la diminution de ces param~tres ~tu 24 e jour d'exposition en altitude pourrait indiquer une baisse de l'activit6 sympathique initialement provoqu6e par l 'hypoxie aigu~. La cin6tique des variations de ces param~tres 6tant manifestement variable d 'un sujet ~t l'autre, il est tr~s difficile de faire une analyse statistique valable sur un nombre de sujets restreint pour pr6ciser les modalit6s de cette adaptation neu- rov6g&ative en altitude. I1 serait en particulier tr~s int6ressant de d6tailler l '6volution des d~bits maximaux entre J12 et J24.

Au total, cette &ude a mis en 6vidence: 1) la n6cessit6 de la pr6caution d'emploi du miniwright peak f low-meter; 2) la similitude entre les d6bits de pointe obtenus en altitude r6elle et fictive; 3) comme darts le travail de Gautier et aL, une augmentation transitoire des d6bits maximaux ~t 50% de la capacit6 vitale sugg6rant une broncho- dilatation r6versible entre le 12 e et le 24 ~ jour de l 'exposition en altitude; 4) un parall61isme entre la p6riode off les sujets sont bronchodilat6s et la stimulation du sympathique dont t6moignent l'6volution de la fr6quence cardiaque et celle de la pression art6rielle systolique d 'un jour ~ l 'autre pendant l'exercice.

Remerciements

Les auteurs remercient le personnel de l'Institut bolivien de biologie de l'altitude de sa collaboration, en particulier les Docteurs H. Spielvogel, M. Villena, E. Vargas ainsi que les Docteurs M. Bedu et J. Coudert qui se sont pr~t6s ~ cette &ude.

R~f~rences

Brody J.S., Lahiri S., Simpser M., Motoyama E.K. & Velasquez F.T. (1977) Lung elasticity and airway dynamics in Peruvian natives to high altitude. J. AppL PhysioL Respir. Environ. Exercise Physiol. 245-251

D~bits ventilatoires maximaux en altitude 143

2 Cruz J.C. (1973) Mechanics of breathing in high altitude and sea level subjects. Respir. Physiol. 146-161

3 Forster P. & Parker R.W. (1983) Peak expiratory flow rate at high altitude. Lancet 2, 100

4 Gautier H., Peslin R., Grassino A., Milic-Emili J., Hannaart B., Powell E., Miserochi G., Bondra M. & Fischer J.T. (1982) Mechanical properties of the lungs during acclimatization to altitude. J. Appl. Physiol. Respir. Environ. Exercise Physiol. 52, 1407-1415

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9 Vorosmarti J., Bradley M.E. & Anthunisien N.R. (1975) The effects of increased gas density on pulmonary mechanics. Undersea Biomed. Res. 2, 1-10

10 Wood L.D. & Bryan A.C. (1969) Effect of increased ambient pressure on flow volume curve of the lung. J. AppL Physiol. 27, 4 - 8

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Débits ventilatoires maximaux en altitude