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Pathologies respiratoires et natation

Dr Clément Saccheri, Dr Johana Pradelli (Service de pneumologie, CHU de Nice)

Le sport de haut niveau, et notamment la natation, expose à des pathologies des voies aériennes. La prévalence des pathologies respiratoires telles que l’asthme et la bronchoconstriction induite par l’exercice (ancien “asthme d’effort”) est plus élevée chez les sportifs de haut niveau et particulièrement chez les pratiquants de natation course.

Introduction

L’hyperventilation et l’exposition aux chloramines constituent les deux grands volets de la physiopathologie de l’atteinte des voies aériennes des nageurs de haut niveau. Le diagnostic de l’hyperréactivité bronchique à l’exercice chez ces athlètes permettrait la mise en place d’un traitement efficace et une amélioration de la fonction respiratoire qui pourraient aider à la performance sportive.

Épidémiologie

Plusieurs études se sont intéressées à décrire la prévalence des pathologies respiratoires chez les sportifs de haut niveau et plus récemment chez les nageurs de haut niveau. L’étude de Mountjoy en 2015, rapportant les cas d’asthme chez des athlètes ayant participé aux Jeux olympiques de Pékin en 2008 et d’Athènes en 2004, a mis en évidence une prévalence augmentée d’asthme dans les sports d’endurance comme le cyclisme, le marathon et les sports aquatiques par rapport aux sports de puissance ou de précision (tir à l’arc, haltérophilie, ping-pong).

Lorsqu’on s’intéresse spécifiquement aux sports aquatiques olympiques impliquant un entraînement en piscine et donc exposant aux chloramines (natation course, water-polo, natation synchronisée, plongeon, natation eau libre), l’asthme était significativement plus fréquent chez les pratiquants de natation course (24 % des nageurs) (2). Partant du principe que le nombre d’heures d’entraînement hebdomadaire en piscine était similaire dans tous ces sports aquatiques à niveau olympique, l’auteur émettait l’hypothèse physiopathologique de l’importance du travail d’hyperventilation prolongée dans la genèse des pathologies bronchiques chez les sportifs exposés aux chloramines.

Les résultats préliminaires d’une enquête effectuée à Nice sur 451 sportifs de haut niveau licenciés à la Fédération française de natation, décrivent significativement plus de symptômes de pathologies des voies aériennes chez les pratiquants de natation course (40 %) que chez les autres sportifs de haut niveau exposés aux chloramines (water-polo, natation synchronisée, plongeon, eau libre, triathlon). De plus, des facteurs de risque indépendants de bronchoconstriction à l’effort chez le nageur sont identifiés tels que les antécédents d’allergie et le terrain atopique familial. Le sexe féminin semble quant à lui protecteur des symptômes respiratoires survenant à l’effort.

Physiopathologie

À ce jour, deux grandes hypothèses physiopathologiques sont avancées pour expliquer l’augmentation de la prévalence des pathologies bronchiques chez les nageurs de haut niveau : le mode d’entraînement en hyperventilation prolongée et l’exposition environnementale.

En effet, la pratique de la natation en compétition impose la réalisation d’efforts prolongés et répétés responsables d’une hyperventilation profonde. Cette hyperventilation induit une inflammation et altère la muqueuse bronchique par le biais d’un stress mécanique (3). Les modifications structurelles de la muqueuse bronchique induites par l’hyperventilation la rendent d’autant plus vulnérable aux irritants, allergènes et polluants environnementaux.

Par ailleurs, les nageurs sont exposés à un polluant environnemental aujourd’hui bien identifié : les chloramines. Le chlore est à ce jour le principal désinfectant utilisé dans les piscines municipales françaises. Ce produit présent dans l’eau réagit avec la matière organique apportée dans le bassin comme les poils, les cheveux, l’urine, la transpiration, les résidus de peau ou encore la salive, conduisant à la formation de produits de dégradation tels que les chloramines.

La concentration en chloramines varie en fonction de deux grands facteurs : la qualité d’aération (notamment le fait que le bassin soit intérieur ou extérieur) et l’activité qui a lieu dans la piscine à un moment donné, la concentration en chloramines augmentant avec le nombre de baigneurs et avec l’agitation de la surface de l’eau (4).

Les molécules de chloramines produites sont présentes à la fois dans l’eau et dans l’air de la piscine. Elles se concentrent préférentiellement sous forme de gaz juste au-dessus de la surface de l’eau. Cette interface air/eau correspond à la zone de respiration des nageurs. Les chloramines sont donc inhalées massivement à chaque inspiration par les athlètes (5-7). Une fois inhalées, ces molécules vont se déposer tout le long des voies aériennes, jusqu’aux bronchioles distales (Fig. 1).

Figure 1 – Exposition aux chloramines.

L’exposition aux chloramines induit d’une part une augmentation de l’inflammation de la muqueuse bronchique et d’autre part une hausse de la perméabilité de l’épithélium bronchique avec une observation dose-effet (8). Ces phénomènes semblent être responsables d’une plus grande prédisposition à la bronchoconstriction, notamment à l’effort.

Conséquences sur la performance sportive

Les pathologies respiratoires chez les nageurs de haut niveau semblent donc fréquentes, mais leurs conséquences sur la performance sportive ne sont pas connues à ce jour. Aux Jeux olympiques de Pékin en 2008, 19,3 % des nageurs bénéficiaient d’une autorisation d’usage à des fins thérapeutiques (AUT) de bronchodilatateurs. Ils étaient donc diagnostiqués asthmatiques ou au moins porteurs d’une bronchoconstriction induite par l’exercice. À eux seuls, ces sportifs ont remporté un très grand nombre des médailles olympiques, soit 32,9 % des récompenses décernées en natation cette année-là (9). De plus, de grands noms de la natation internationale étaient reconnus asthmatiques, comme l’Américain Mark Spitz (9 titres olympiques dont 7 médailles d’or à Munich en 1972), l’Australienne Dawn Fraser (6 titres olympiques), Amy Van Dyken (4 titres olympiques) et plus récemment le Français et sprinteur Alain Bernard, champion olympique du 100 m nage libre aux Jeux de Pékin.

Ces observations suscitent une interrogation : la bronchoconstriction à l’effort du nageur de haut niveau est-elle une adaptation physiologique protectrice ou un réel frein à la performance ? Ainsi se pose la question de l’intérêt de son diagnostic et de la mise en place d’un traitement adapté.

Mode de diagnostic

Le diagnostic de bronchoconstriction induite par l’exercice regroupe des signes cliniques et un test de provocation positif. Les signes évocateurs sont les symptômes de l’asthme (toux, expectorations, dyspnée, oppression thoracique, sifflements), survenant spécifiquement durant ou en phase de récupération d’un effort d’intensité quasi maximale. Devant des signes cliniques évocateurs de bronchoconstriction à l’effort, un test de provocation doit être effectué. Il existe plusieurs types de tests de provocation. Les principaux sont :

  • le test à la métacholine (inhalation d’agent cholinergique),
  • le test au mannitol (agent hyperosmolaire),
  • le test d’effort de 6 minutes,
  • et le test d’hyperventilation isocapnique.

Le test de provocation est considéré comme positif si on observe une diminution du VEMS post provocation par rapport à la valeur de base (le pourcentage de diminution dépend de la méthode utilisée).

Le test d’hyperventilation isocapnique est le test de provocation recommandé par le Comité international olympique (10). Il consiste à faire réaliser au patient, en condition d’air sec en laboratoire, une manoeuvre d’hyperventilation forcée durant 4 minutes en respirant un mélange gazeux enrichi en CO2 pour éviter le malaise hypocapnique. Ce test est très sensible et sa négativité permet d’éliminer formellement le diagnostic de bronchoconstriction induite par l’exercice. Cette technique n’est cependant que très peu disponible en France du fait du coût élevé du matériel nécessaire.

Prise en charge

La prise en charge collective préventive est primordiale (Fig. 2).

Figure 2 – Diagnostic et traitement de la bronchoconstriction à l’exercice chez le nageur de haut niveau.

Elle consiste en un échauffement à sec adapté d’au moins 15 minutes et une adaptation des conditions d’entraînement (préférer les piscines extérieures et les piscines bien aérées). L’entraînement en piscines désinfectées par des produits alternatifs comme l’ozone semblerait aussi bénéfique sur la fonction respiratoire.

En 2013, Fernàndez-Luna a étudié l’évolution de la fonction respiratoire dans deux groupes de sujets sains n’étant pas des sportifs de haut niveau, après 3 mois d’entraînement de natation. Un groupe s’entraînait dans une piscine intérieure traitée au chlore et l’autre groupe nageait en piscine désinfectée à l’ozone. Un 3e groupe contrôle ne suivait aucun programme d’entraînement spécifique. Après 3 mois, la valeur du VEMS des sujets entraînés en piscine traitée à l’ozone était plus élevée que celle du groupe de sujets entraînés en piscine intérieure chlorée (11).

Le traitement de l’eau à l’ozone semble intéressant, mais ce mode de désinfection reste encore marginal en France du fait de son coût élevé. Concernant la prise en charge individuelle, un traitement par bronchodilatateurs 15 minutes avant chaque entraînement doit être introduit devant un diagnostic de bronchoconstriction induite par l’exercice. En cas de persistance de symptômes, le traitement consistera en la prescription de deux bouffées de bronchodilatateurs courte durée d’action lors des symptômes. L’introduction d’une corticothérapie inhalée devra être discutée (10).

Depuis 2016, l’Agence française de lutte contre le dopage n’impose plus d’AUT pour la prescription de trois bêta-2 agonistes et des corticostéroïdes inhalés chez les sportifs.

Évolution des pathologies respiratoires dans le temps

L’évolution des pathologies respiratoires chez les nageurs de haut niveau n’est à ce jour pas connue. Une étude réalisée en 2002 par Helenius s’est intéressée au suivi de 26 nageurs finlandais de haut niveau à partir de leur retraite sportive et pour une durée de 5 ans. Le taux d’asthme et de bronchoconstriction induite par l’exercice était significativement plus faible 5 ans après l’arrêt de la carrière sportive, mais ces pathologies ne régressaient pas dans tous des cas (12). Ce résultat suggère que l’arrêt de l’exposition aux chloramines permet une restauration au moins partielle de l’épithélium bronchique.

Suivi des nageurs

Les résultats de l’enquête effectuée à Nice auprès de 451 sportifs de haut niveau de la Fédération française de natation montrent que le suivi pneumologique des nageurs semble insuffisant.

En effet, alors que 93 % des sportifs interrogés ont déjà consulté un médecin du sport et 66 % ont déjà consulté un cardiologue, seulement 24 % d’entre eux rapportent avoir consulté un pneumologue. De même, seulement un sportif symptomatique sur deux a déjà effectué des explorations fonctionnelles respiratoires. Enfin, parmi les sportifs symptomatiques, uniquement 15 % d’entre eux consomment des bêta-2 mimétiques. Un screening pneumologique systématique des nageurs de haut niveau comportant un interrogatoire, des épreuves fonctionnelles respiratoires, voire un test de provocation pourrait se révéler intéressant en termes de bénéfice sur la fonction respiratoire des nageurs à court, moyen et long terme, et en termes de performance sportive (10, 13).

Conclusion

Asthme et bronchoconstriction induite par l’exercice sont fréquents chez les nageurs. Deux grandes hypothèses physiopathologiques sont avancées pour expliquer ce phénomène : l’exposition aux chloramines et l’hyperventilation prolongée répétée. Le sexe masculin, un terrain atopique et les allergies constituent des facteurs de risque supplémentaires. Le diagnostic est réalisé grâce à un test de provocation, de préférence le test d’hyperventilation isocapnique. Le traitement consiste en des bêta-2 mimétiques pris 15 minutes avant l’entraînement et des corticoïdes inhalés en traitement de fond.

À retenir

  • La natation est le sport au sein duquel le taux d’asthme est le plus important.
  • Physiopathologie de la pathologie bronchique du nageur : hyperventilation et exposition aux chloramines.
  • Bronchoconstriction induite par l’exercice chez le nageur :

– Le diagnostic repose sur un ensemble de symptômes et un test de provocation positif.

– Le traitement comporte une prise en charge environnementale et un traitement médicamenteux avec notamment des bronchodilatateurs avant chaque entraînement.

  • Le suivi pneumologique des nageurs de haut niveau semble insuffisant en France.

Bibliographie

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  2. Mountjoy M, Fitch K, Boulet LP et al. Prevalence and characteristics of asthma in the aquatic disciplines. J Allergy Clin Immunol 2015 ; 136 : 588-94.
  3. Regnard J, Jallat-Dalozi I, Simon-Rigaud ML et al. Le sport fabrique- t-il des asthmatiques ? Rev Fr Allergol 2001 ; 41 : 306-12.
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  7. Schmalz C, Frimmel FH, Zwiener C. Trichloramine in swimming pools–formation and mass transfer. Water Res 2011 ; 45 : 2681-90.
  8. Bernard A, Carbonnelle S, Michel O et al. Lung hyperpermeability and asthma prevalence in schoolchildren: unexpected associations with the attendance at indoor chlorinated swimming pools. Occup Environ Med 2003 ; 60 : 385-94.
  9. Fitch KD. Therapeutic use exemptions (TUEs) at the Olympic Games 1992-2012. Br J Sports Med 2013 ; 47 : 815-8.
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  11. Fernández-Luna Á, Gallardo L, Plaza-Carmona M et al. Respiratory function and changes in lung epithelium biomarkers after a shorttraining intervention in chlorinated vs. ozone indoor pools. PLoS One 2013 ; 8: e68447.
  12. Helenius I, Rytilä P, Sarna S et al. Effect of continuing or finishing high-level sports on airway inflammation, bronchial hyperresponsiveness, and asthma: a 5-year prospective follow-up study of 42 highly trained swimmers. J Allergy Clin Immunol 2002 ; 109 : 962-8.
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