Fréquence cardiaque : quels sont les facteurs d’influence exogènes ?

Rappelons d’abord la définition du stress thermique en termes de médecine du travail : « le stress thermique représente la charge thermique nette (globale) à laquelle un sujet peut être exposé en raison de l’apport combiné de la chaleur métabolique, de certains facteurs environnementaux (température ambiante, humidité, mouvement de l’air et chaleur rayonnante) et des exigences vestimentaires ».

Lorsqu’on passe de la phase repos à la phase mise en mouvement puis à un exercice, les phénomènes d’adaptation physiologiques de notre corps amènent l’ensemble des processus cardio-vasculaires et respiratoires d’un état stable à un état correspondant aux exigences du niveau l’exercice. Ainsi dès que l’intensité de l’exercice augmente, l’ensemble des processus sont amenés à un niveau supérieur, la fréquence cardiaque étant bien sûre concernée.

Mais ces phénomènes physiologiques vont s’accentués en fonction de différents facteurs environnementaux dit facteurs appelés exogènes. Des facteurs qui auront aussi une influence sur l’évolution de la Fréquence Cardiaque de repos.

1. La température atmosphérique : une élévation de la température extérieure va amener une augmentation de la fréquence cardiaque de repos et lors d’exercices sous maximaux (footing léger) afin de compenser l’élévation de la température interne ; (Si vous allez dans un sauna, vous pouvez vérifier très facilement ce phénomène).
   A partir de 21 ° C, l’organisme met déjà en route des mécanismes d’échange de chaleur. L’objectif de l’organisme est de maintenir une température corporelle constante (d’environ 37° C °).
   Une fluctuation de moins de 1 °C selon l’heure de la journée (le rythme nycthéméral), le niveau d’activité physique et l’état émotif est normale. Au-delà, c’est le signe de maladie ou le signe de l’incapacité du corps de supporter les conditions environnementales.
   En cas de chaleur,  le rythme cardiaque peut augmenter de 10 à 15 pulsations par minute, même au repos, à cause de l’augmentation du débit sanguin cutané (la vasodilation cutanée). L’organisme augmente alors la vitesse à laquelle il évacue la chaleur pour réduire la charge thermique. Pour pomper plus de sang, le cœur va augmenter son débit (débit cardiaque = volume d’éjection systolique X fréquence) pour mieux irriguer les zones d’échanges cutanées.Le transfert de chaleur vers l’extérieur se produit grâce à plusieurs phénomènes : la sudation et  l’évaporation, le rayonnement et la convection.
   La sudation (transpiration) est le mécanisme le plus important pour réguler la température interne, mais pour évacuer la chaleur de manière efficace, cette sueur doit pouvoir s’évaporer. La sueur qui ruisselle sur la peau ne refroidit pas l’organisme. Seule l’évaporation y contribue efficacement.
   Le rayonnement est le processus par lequel se produit le transfert de chaleur entre le corps et les objets chauds environnants. En course à pied, ce phénomène est plutôt négligeable.
   La convection est le processus par lequel se produit le transfert de chaleur entre le corps et l’air ambiant. Le corps gagne de la chaleur lorsque l’air ambiant est chaud et perd de la chaleur lorsque l’air ambiant est froid et qu’il y a contact entre l’air et la peau. La vitesse de déplacement de l’air et le delta de température entre l’air et la peau augmentent le transfert de chaleur par convection.
2. L’humidité : lorsque l’ambiance humide est trop élevée, le refroidissement de l’organisme par évaporation devient limité parce que l’air est saturé et ne plus accepter d’humidité –c’est le cas dans un hammam-. La quantité de sueur devient très importante et produit un ruissellement sur le corps. Il ne joue ne joue plus son rôle de refroidissement.
   Ce stress supplémentaire (l’humidité) va accentuer la nécessaire régulation thermique interne et les phénomènes cardio-respiratoires avec une accélération de la fréquence cardiaque.
   Une phase de forte sudation peut amener une de déshydratation, si les pertes hydriques ne sont pas compensées régulièrement (il faut boire avant d’avoir soif).

Lorsque les phénomènes sont conjugués (température extérieure élevée et humidité) la réaction cardiaque sera encore plus forte. Ce que l’organisme doit faire pour évacuer la chaleur (la thermolyse), il ne peut l’avoir à disposition pour fournir de l’énergie.

Ainsi lorsque les conditions d’équilibre sont rompues (très forte chaleur et activité physique ou chaleur et activité physique très intense), le cerveau (le gouverneur central d’après Noks), pour éviter une mise en danger de l’organisme, va choisir de protéger les fonctions corporelles vitales et réduire :

• Réduire l’intensité de l’exercice
• Et /ou amener à l’arrêt de l’exercice.

Il est ainsi important de faire très attention lorsque vous établissez vos allures d’entraînement et de compétitions en fonction de votre fréquence cardiaque. En effet, il est difficile de savoir, lors d’un exercice de longue durée, quelle est la partie dans la dérive cardiaque (augmentation de la fréquence cardiaque) relative à l’augmentation des échanges thermiques de celle induite par l’intensité de l’exercice. Pour éviter une dérive cardiaque trop importante, il ne faut donc pas s’habiller trop chaudement (au bout de 5mn l’organisme aura atteint une forme d’homéostasie) pour permettre une bonne convection et une bonne évaporation.

D’autres facteurs environnementaux influencent la fréquence cardiaque. Ainsi en altitude, la pression de l’air devient moins importante, la densité de l’air diminue. Comme l’air se raréfie en altitude (l’oxygène représente toujours 21 % des gaz présents dans l’air) la quantité d’oxygène diminue. Ce manque d’oxygéné va amener des adaptations physiologiques :

• Une hyperventilation (augmentation du volume courant et de la fréquence respiratoire)
• Une augmentation de la vitesse de circulation du sang (le débit cardiaque augmente essentiellement par une augmentation de la Fréquence cardiaque)

Cette augmentation de la Fréquence cardiaque au repos et lors d’exercices sous – maximaux dépend de l’altitude et peut passer de 3 à 5 pulsations /minute environ à 1 000 mètres d’altitude à 10 pulsations si on est à 3 000 mètres par exemple.

En conclusion : il ne faut pas oublier que chaque individu est différent et que nous ne sommes pas égaux face à ces contraintes. Nos mécanismes d’adaptation dépendent des conditions environnementales mais également de notre génétique, de notre mode de vie, de notre condition physique, de notre zone géographique d’habitation et des phénomènes d’acclimatation (réactions physiologiques d’adaptation déclenchées par une exposition plus ou moins prolongée à la chaleur, l’humidité ou l’altitude).

Il ne faut donc pas comparer mais apprendre à se connaitre.