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Revue générale des troubles dus à la chaleur

Par John Lissoway, MD, Department of Emergency Medicine;Department of Emergency Medicine, University of New Mexico;Presbyterian Hospital ; Eric A. Weiss, MD, Professor of Surgery (Emergency Medicine);Medical Director, Stanford University Medical Center, Emeritus;Stanford University Fellowship in Wilderness Medicine

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La maladie de la chaleur englobe un certain nombre de troubles allant de crampes musculaires avec épuisement par la chaleur à un coup de chaleur (qui est une urgence mettant en jeu le pronostic vital). La maladie de la chaleur, bien qu'évitable, affecte des milliers de sujets chaque année aux États-Unis et peut être mortelle; elle est la deuxième cause de décès chez les jeunes athlètes. Lorsque le coup de chaleur n'est pas traité rapidement et de façon efficace, la mortalité se rapproche de 80%.

Les patients victimes d'un épuisement dû à la chaleur sont toujours capables de dissiper la chaleur et leur système nerveux central fonctionne normalement. Dans le coup de chaleur, les mécanismes de compensation de la dissipation thermique ne fonctionnent pas (bien que la transpiration puisse encore être présente) et le fonctionnement du système nerveux central est altéré. Le coup de chaleur doit être évoqué en cas d'hyperthermie et d'état mental altéré ou d'autre dysfonctionnement du SNC, indépendamment de la transpiration.

Physiopathologie

La chaleur provient de

  • Environnement

  • Métabolisme

La perte de chaleur se fait par la peau par les mécanismes suivants:

  • Rayonnement: transfert de la chaleur corporelle directement en environnement plus frais par rayonnement infrarouge, un processus qui ne nécessite pas de mouvement de l'air ou par contact direct

  • Évaporation: refroidissement par vaporisation de l'eau (p. ex., sueur)

  • Convection: transfert de chaleur vers un air (ou liquide) plus froid qui passe sur la peau exposée

  • Conduction: transfert de chaleur d'une surface chaude à une surface de refroidissement qui est en contact direct

La contribution de chacun de ces mécanismes varie en fonction de la température et de l'humidité environnantes. Lorsque la température ambiante est inférieure à la température du corps, les radiations fournissent 65% du refroidissement. L'évaporation fournit normalement 30% de refroidissement, et l'expiration de la vapeur d'eau et la production d'urine et les selles en fournissent environ 5%.

Lorsque la température ambiante est > 35° C, l'évaporation représente la quasi-totalité de la dissipation de la chaleur parce que les autres mécanismes ne fonctionnent que lorsque la température ambiante est inférieure à la température du corps. Cependant, l'efficacité de la transpiration est limitée. La sueur qui coule sur la peau ne s'évapore pas et ne contribue donc pas au refroidissement. L'efficacité de la transpiration est également limitée par la surface du corps et l'humidité. Lorsque l'humidité est > 75%, la perte de chaleur par évaporation diminue nettement. Ainsi, si la température et l'humidité de l'environnement sont élevées, tous les mécanismes de dissipation de la chaleur sont perdus, ce qui augmente nettement le risque de maladie de chaleur.

L'organisme peut compenser de grandes variations de température, mais une exposition importante ou prolongée à la chaleur qui dépasse la capacité à dissiper la chaleur entraîne une augmentation de la température interne. Des élévations modestes ou transitoires de la température centrale sont tolérables, mais des élévations sévères (typiquement > 41° C) provoquent une dénaturation des protéines et, en particulier pendant le travail musculaire intense dans la chaleur, la libération de cytokines inflammatoires (p. ex., tumor necrosis factor-α, IL-1 b). Il en résulte un dysfonctionnement cellulaire et une activation de la réponse à l'inflammation, ce qui entraîne un dysfonctionnement de la plupart des organes et l'activation de la cascade de la coagulation. Ces processus physiopathologiques sont semblables à ceux du syndrome de défaillance multiorgane ( Choc : Syndrome de défaillance polyviscérale) qui fait suite à un choc prolongé.

Les mécanismes compensateurs comprennent une réponse aiguë caractérisée par la production d'autres cytokines qui modèrent la réponse inflammatoire (p. ex., en stimulant la production des protéines qui limitent la production de radicaux libres et inhibent la libération des enzymes protéolytiques). De plus, l'augmentation de la température interne déclenche la synthèse de protéines de choc thermique. Ces protéines entraînent une augmentation transitoire de la tolérance à la chaleur par des mécanismes mal définis (p. ex., en prévenant la dénaturation des protéines) et en régulant les réponses cardiovasculaires. En cas d'élévation prolongée ou extrême de la température, les mécanismes compensatoires sont dépassés ou ne fonctionnent plus correctement, ce qui permet l'apparition d'une réponse inflammatoire et d'un syndrome de défaillance multiorgane.

La perte de chaleur est régulée par des modifications du flux sanguin cutané et de la production de sueur. Le flux sanguin cutané est de 200 à 250 mL/min à des températures normales, mais il passe à 7 à 8 L/min en cas de stress thermique (et facilite la perte de chaleur par des mécanismes convectifs, conductifs, radiatifs et d'évaporation), ce qui nécessite une importante augmentation du débit cardiaque. De plus, le stress thermique entraîne une augmentation de la production de sueur, normalement quasi négligeable, jusqu'à > 2 L/h; cependant, bien que la sueur qui coule sur la peau ne contribue pas à un refroidissement, elle contribue encore à la déshydratation. Une transpiration importante peut se produire de façon moins perceptible quand il fait très chaud et que l'air est très sec, situation dans laquelle la sueur s'évapore très rapidement. En cas de production de sueur > 2 L/h, une déshydratation peut se développer très rapidement. Comme la sueur contient des électrolytes, les pertes électrolytiques peuvent être importantes. Cependant, une exposition prolongée provoque des changements physiologiques qui permettent de s'adapter à la charge de chaleur (acclimatation); p. ex., les taux de Na dans la sueur, sont de 40 à 100 mEq/L chez les sujets qui ne sont pas acclimatés mais diminuent à 10 à 70 mEq/L chez les sujets acclimatés.

Étiologie

Les pathologies associées à la chaleur sont provoquées à la fois par l'augmentation de l'apport en chaleur et par la diminution des pertes ( Facteurs habituels contribuant à la pathologie de la chaleur).

Les apports de chaleur excessifs résultent en général d'un effort épuisant et/ou de températures environnantes élevées. Des affections médicales et la prise de médicaments stimulants peuvent accroître la production de chaleur.

Le port de vêtements lourds (équipements de protection des travailleurs et des athlètes), l'obésité, une humidité élevée, des températures ambiantes élevées, et tout ce qui gêne la sudation ou l'évaporation de la sueur peuvent altérer l'évacuation de la chaleur.

Les effets cliniques des troubles dus à la chaleur sont exacerbés par les éléments suivants:

  • Une incapacité à tolérer une augmentation des sollicitations cardiovasculaires (p. ex., dues au vieillissement, à une insuffisance cardiaque, à une maladie rénale chronique, à des troubles respiratoires, à une insuffisance hépatique)

  • Une déshydratation

  • Un déséquilibre électrolytique

Les personnes âgées et les très jeunes enfants sont à risque augmenté. Les personnes âgées sont à haut risque parce qu'elles utilisent le plus souvent des médicaments qui peuvent augmenter le risque, ont des taux plus élevés de déshydratation et d'insuffisance cardiaque, et ont une perte des protéines de choc thermique liée à l'âge. Les enfants sont à haut risque en raison de leur ratio surface/masse corporelle plus élevé (qui permet l'absorption d'une chaleur plus importante de l'environnement en journée chaude), et des productions de sueur moindres. Les enfants sont plus lents à s'acclimater et ont moins d'une réponse soif. Les jeunes enfants et les personnes âgées peuvent rester relativement immobiles et ainsi éprouver des difficultés pour quitter un environnement chaud.

Facteurs habituels contribuant à la pathologie de la chaleur

Maladie

Exemples

Excès d'entrée de chaleur

Certains troubles

Hyperthyroïdie

Infections

Hyperthermie maligne

Syndrome malin des neuroleptiques

Intoxication grave par les salicylates

Convulsions

Syndrome sérotoninergique

Températures ambiantes élevées

Effort musculaire intense

Effort

Travail physique

Drogues stimulantes

Amphétamines

Cocaïne

Méthylène-dioxyméthamphétamine (MDMA ou ecstasy)

Inhibiteurs de la monoamine oxydase

Phencyclidine (PCP)

Sevrage de certains médicaments

Alcool

Opiacés

Refroidissement altéré

Vêtements lourds

Équipement de protection pour les travailleurs et les sportifs (p. ex., protections pour football)

Humidité élevée

Obésité et/ou forme cardiovasculaire déficiente

Températures ambiantes élevées

Altération des capacités de transpiration*

Dermatoses

Les cicatrices de brûlures, extensives

Eczéma, extensif

Éruption due à la chaleur

Psoriasis, extensif

Sclérodermie

Médicaments anticholinergiques

Antihistaminiques

Médicaments antiparkinsoniens

Atropine

Phénothiazines

Scopolamine

Mucoviscidose

*Un trouble de la sudation est une des causes de réduction des capacités de refroidissement.

Prévention

La meilleure des préventions relève du simple bon sens. Les médecins doivent conseiller les mesures suivantes:

  • Pendant les périodes de très forte chaleur, les personnes âgées et les jeunes enfants ne doivent pas rester dans des endroits non ventilés sans air conditionné.

  • Il ne faut pas laisser les enfants dans des voitures exposées au soleil.

  • Il faut si possible éviter les efforts pénibles en atmosphère très chaude ou un espace insuffisamment ventilé et éviter les vêtements épais et isolants.

  • La perte de poids après l’effort ou le travail peut être utilisée pour surveiller la déshydratation; lorsque la perte de poids est de 2 à 3% du poids corporel, il faut rappeler aux sujets de boire des quantités supplémentaires pour que leur poids se situe à 1 kg de leur poids de départ avant l’exposition du lendemain. Lorsque la perte de poids est > 4%, l'activité doit être limitée pendant 1 jours.

  • Si on ne peut éviter les efforts sous la chaleur, les pertes liquidiennes doivent être compensées continuellement en buvant et l'évaporation doit être favorisée par le port de vêtements en maille perméable ou par l'utilisation d'éventails/ventilateurs.

Hydratation

Le maintien de taux de liquide et de Na adéquats permet de prévenir les maladies dues à la chaleur. La soif est un mauvais indicateur de la déshydratation et de la nécessité de remplacement des liquides à l'effort, car la soif n'est pas stimulée tant que l'osmolalité plasmatique ne passe pas à 1 à 2% au-dessus de la normale. Ainsi, il faut boire régulièrement même en l'absence de soif. Parce que l'absorption d'eau maximale nette dans l'intestin est d'environ 20 mL/min (1200 mL/h, moins que le flux maximal de transpiration qui est de 2000 mL/h), un effort prolongé provoque la perte de niveaux de sueur très élevés et exige des périodes de repos qui réduisent le flux de transpiration et permettent un temps de réhydratation.

Le meilleur liquide d'hydratation à utiliser dépend de la perte attendue d'eau et d'électrolytes, qui dépend de la durée et de l'intensité de l'effort et de facteurs environnementaux et de l'acclimatation du sujet. Pour une absorption maximale de liquide, une boisson contenant des glucides peut être absorbée par le corps jusqu'à 30% plus rapidement que l'eau pure. Une boisson contenant une concentration de 6 ou 7% d'hydrates de carbone est absorbée le plus rapidement. Des concentrations plus élevées d'hydrates de carbone doivent être évitées car elles peuvent provoquer des crampes d'estomac etun retard d'absorption. Cependant, pour la plupart des situations et des activités, l'eau plate est adaptée à l'hydratation tant que l'hyperhydratation est évitée. Une hyponatrémie significative ( Hyponatrémie) se produit chez les athlètes d'endurance qui boivent de l'eau libre, très souvent, avant, pendant et après l'effort sans remplacer les pertes de Na. Les solutions spéciales d'hydratation (p. ex., boissons pour l'effort) sont inutiles, mais leurs arômes entraînent une augmentation de leur consommation et leur contenu limité en sel est profitable si les besoins en liquides sont élevés.

Les ouvriers, les soldats, les sportifs d'endurance ou les autres sujets qui transpirent abondamment peuvent perdre 20 g de Na/jour, ce qui augmente la probabilité de crampes de chaleur; ces sujets ont besoin de remplacer la perte de Na par des boissons et de la nourriture. Dans la plupart des situations, la consommation d'aliments généreusement salés est appropriée; le patient suivant un régime à teneur réduite en sel doit augmenter ses apports en sel. Dans des circonstances plus extrêmes (p. ex., un effort prolongé chez des sujets non acclimatés), une solution de sel po peut être utilisée. La concentration idéale est de 0,1% de NaCl, qui peut être préparée par dissolution d'un comprimé de sel de 1 g ou un quart de cuillère à café de sel de table dans un litre d'eau. Les sujets doivent boire cette solution dans des situations modérées à extrêmes. Les comprimés de sel non dissous ne doivent pas être ingérés. Ils irritent l'estomac, peuvent provoquer des vomissements et ne traitent pas la déshydratation sous-jacente.

Pièges à éviter

  • Les comprimés de sel ne doivent pas être avalés car ils peuvent provoquer une irritation gastrique. Au lieu de cela, ils sont dissous dans de l'eau à boire.

Acclimatation

Augmenter progressivement le niveau et la quantité de travail effectué à la chaleur permet finalement de s'acclimater et de travailler à des températures antérieurement intolérables ou qui présentent un risque vital. Pour un bénéfice maximal, l'acclimatation exige habituellement de passer de 8 à 11 jour dans un environnement chaud en faisant un peu d'exercice tous les jours (p. ex., de 1 à 2 h/jour avec une intensité accrue de jour en jour). L'acclimatation entraîne une nette augmentation de la quantité de sueur (et par conséquent augmente l'évacuation de la chaleur) produite pour un niveau donné d'effort et une diminution sensible de la teneur en électrolytes de la sueur. L'acclimatation diminue de manière significative le risque de troubles dus à la chaleur.

Modération du niveau d'activité

Lorsque cela est possible, les sujets doivent ajuster leur niveau d'activité à l'environnement et à tout dispositif limitant la perte de chaleur (p. ex., vêtements de lutte contre les incendies ou de protection chimique) qui doit être porté. Les périodes de travail doivent raccourcir et les périodes de repos augmenter lorsque

  • La température augmente

  • L'humidité augmente

  • La charge de travail est plus lourde

  • Le soleil devient plus fort

  • Il n'existe aucun mouvement aérien.

  • En cas de port de vêtements ou d'équipements de protection

Le meilleur indicateur de stress thermique environnemental est la température au thermomètre-globe mouillé, qui est largement utilisée par les militaires, l'industrie et le monde du sport. En plus de la température, la température au thermomètre-globe mouillé reflète les effets de l'humidité, du vent et du rayonnement solaire. La température au thermomètre-globe mouillé peut être utilisée comme guide de l'activité recommandée ( Température au thermomètre-globe mouillé et niveaux d'activité recommandés).

Bien que la température au thermomètre-globe mouillé soit complexe et peut ne pas être disponible, elle peut être estimée sur la base de la température et de l'humidité relative dans des conditions d'ensoleillement et quand le vent est léger ( La température au thermomètre-globe mouillé est basée sur la température et l'humidité relative.).

La température au thermomètre-globe mouillé est basée sur la température et l'humidité relative.

Les valeurs sont obtenues par une formule approchée qui dépend de la température et de l'humidité et qui est valable en cas de plein soleil et de vent léger. Le stress thermique peut être surestimé dans d'autres pathologies.

Température au thermomètre-globe mouillé et niveaux d'activité recommandés

Température (°C)

Recommandations

≤ 15,6 (≤ 60)

Aucune précaution

>15,6–21,1 (> 60–70)

Pas de précaution si une hydratation adéquate est maintenue

> 21,1–23,9 (> 70–75)

Non acclimatés: arrêter ou restreindre l'exercice

Acclimatés: exercice avec prudence; arrêts pour se reposer et boire de l'eau toutes les 20 à 30 min

> 23,9–26,7 (> 75–80)

Non acclimatés: éviter les randonnées, les sports et l'exposition au soleil

Acclimatés: activité importante à modérée autorisée en prenant des précautions

> 26,7–31,1 (> 80–88)

Non acclimatés: éviter les activités

Acclimatés: activité autorisée brève limitée, seulement si adapté

≥ 31,1 (> 88)

Éviter l'exposition solaire et l'activité

Points clés

  • Lorsque la température de l'environnement est > 35 °C, le refroidissement repose en grande partie sur l'évaporation, mais lorsque l'humidité est > 75%, l'évaporation diminue de façon marquée, lorsque température et humidité sont toutes deux élevées, le risque de maladie de chaleur est élevée.

  • Parmi les nombreux facteurs de risque de maladie de chaleur on trouve certains médicaments et troubles (dont ceux qui perturbent l'équilibre électrolytique ou diminuent la réserve cardiovasculaire) et les âges extrêmes.

  • La prévention comprend des mesures de bon sens et le remplacement des liquides et du sodium.

  • L'acclimatation, qui nécessite un exercice quotidien pendant 8 à 11 jours, diminue le risque de troubles dus à la chaleur.

  • Les taux d'activité doivent être limités quand la température, l'humidité, la lumière du soleil et la quantité de vêtements ou d'accessoires augmente et lorsque les mouvements de l'air diminuent.

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