Les effets d’un entraînement en altitude sont-ils comparables à ceux du port d’un masque de simulation d’altitude ?

Vous êtes maintenant habitués à me voir écrire sur différents sujets souvent, pour ne pas dire uniquement, en lien avec le sport. Si jusqu’à présent mes contributions ont plus été orientées vers l’exercice en tant que tel, je vais me pencher ici sur les masques de simulation d’altitude face à l’entraînement en altitude.

Il n’est pas rare de voir des sportifs de tous horizons porter des masques d’entraînement de simulation d’altitude (Elevation Training Mask) partout sur Internet de nos jours. Le principal argument de vente derrière cet objet insolite est la simulation d’un entraînement en altitude et donc l’amélioration des capacités cardio-respiratoires. Par mes recherches préliminaires, il m’a été difficile de trouver sur quels mécanismes physiologiques et quelles recherches s’appuie cette affirmation. En effet, les fabricants n’ont pas intérêt à divulguer les secrets de leur produit. Il ne me restait donc que mes cours de physiologie, de kiné respiratoire, les articles scientifiques et surtout un peu de bon sens pour éclaircir ce mystère !

L’idée derrière ce masque de simulation d’altitude est assez intéressante, accordons cela aux fabricants. Elle permettrait de s’entraîner comme à la montagne en restant dans le confort de chez soi ou de son quotidien. Tout cela pour un prix dérisoire en comparaison des coûts que représentent les stages d’entraînement en haute altitude. La pilule est presque trop facile à avaler… C’est pourquoi je vais mettre à l’épreuve le masque de simulation d’altitude face à son prédécesseur et voir qui est le meilleur !

Pour comprendre qui est sur le point de remporter ce match, je vais devoir passer par une présentation des concurrents, quelques notions de physiologie (pour vous mettre l’eau à la bouche) avant de faire sonner la cloche qui entamera le premier round !

Présentation des rivaux

Commençons directement par introduire celui que j’appellerai sobrement ‘’le Masque’’. Le Masque est le nouveau prétendant au titre ‘’Meilleure méthode légale pour améliorer ses biomarqueurs sanguins et ses capacités respiratoires’’ et tentera de dérober le titre avec un KO propre et direct. Ses principaux atouts sont son faible prix (autour d’une quarantaine d’euros sur Amazon[1]) et sa petite taille et donc sa portabilité. Ses principales faiblesses sont sa jeunesse et son aspect à faire pâlir de jalousie Bane. Si la faiblesse sera vue comme un atout par certain, il n’a néanmoins pas encore eu l’occasion de faire ses preuves dans des études de bonnes qualités ! Son fonctionnement repose sur une résistance accrue pour effectuer le travail respiratoire. Le but est de limiter l’apport en oxygène.

Le Masque ! Encore appellé masque de simulation d’altitude ou Elevation Training Mask (ETM).

Le favori de cette rencontre au sommet n’est autre que l’entraînement en altitude. Il n’est plus à présenter mais je parlerai tout de même brièvement de ses atouts et faiblesses. Sa force réside dans sa capacité à améliorer les biomarqueurs sanguins chez ceux qui en font l’expérience. Il agira notamment sur la VO₂max (quantité maximale d’oxygène que l’organisme consomme par unité de temps lors d’un effort intense) en augmentant le nombre de cellules transporteuses d’O₂ (aka les globules rouges). Sa seule défaite est celle de la guerre des prix et par conséquent sa disponibilité pour tous en est affectée ! Partir en stage à la montagne coûte un prix certain et tous les sportifs ne peuvent pas se permettre d’allonger la somme demandée ainsi que de prendre congé de leur rythme de vie. Nous verrons si cela lui confère réellement un handicap face au Masque !

Les règles du combat

Concernant le règlement appliqué ici, ce sera celui de la Physiologie ! Ce règlement peut sembler assez rébarbatif à lire et surtout à comprendre mais je vais faire en sorte de rendre la chose plus facilement absorbable.

La première règle à comprendre et à intégrer se rapporte aux lois de la thermodynamique et plus précisément, la deuxième ! ‘’ Toute transformation d’un système thermodynamique s’effectue avec augmentation de l’entropie globale incluant l’entropie du système et du milieu extérieur. On dit alors qu’il y a création d’entropie[2].’’ L’entropie peut être définie comme étant la quantité de désordre dans ce système. On s’y réfère même parfois comme étant le chaos. Cette loi est importante car elle nous apprend qu’on avance continuellement vers un état plus désordonné.

Mais c’est là que les soucis commencent ! On nous a souvent parlé d’homéostasie ramenant toujours la déviation des constantes de l’organisme vers la normale. Il est donc impossible d’avancer vers un état plus entropique et ne répondant donc pas à cette loi de la thermodynamique. Cela pose tout un tas de question sur la place de l’Homme dans l’Univers ! Il faut donc revoir le modèle et se diriger vers celui de l’Allostasie ! J’en avais brièvement fait mention dans un précédent article si cela t’intéresse (…). ‘’ À la différence de l’homéostasie, l’allostasie ne vise pas la préservation d’une constance (le maintien de points d’équilibre tels que la température corporelle) mais plutôt le calibrage des fonctions de l’organisme en réponse aux conditions externes et internes[3].’’ (Wikipédia, 2019). Ce modèle explique donc que l’on s’adapte aux stimuli externes plutôt que de revenir à une valeur donnée. Alors si pour le moment, tu ne vois pas bien l’intérêt d’en venir là, laisse-moi t’expliquer les prochaines règles ! Cela ne veut toutefois pas dire que le modèle homéostatique est à jeter, il doit juste être reprécisé et inclure les notions liées à l’allostasie[4].

Avant toute chose il faut comprendre que l’oxygène (ou plutôt le dioxygène 0₂) est le carburant du corps humain. Sans lui, aucune vie n’est possible ! Son absence vous fait vite comprendre à quel point il est vital mais administré à trop forte dose il peut également s’avérer toxique[5]. Sur Terre, le pourcentage en O₂est d’à peu près 21%, ce qui est largement suffisant pour subvenir à nos besoins. Mais avec l’altitude, ce pourcentage ne diminue pas… Pourquoi éprouve-t-on une perception plus importante de l’effort ? C’est dû à la diminution de la pression partielle en O₂ lorsqu’on s’élève. Cette diminution de la pression partielle va avoir un impact négatif sur la capacité de l’organisme à capter l’oxygène, c’est ce qui provoque l’hyperventilation.

Avec la diminution de la pression atmosphérique, la pression partielle en oxygène diminue également. L’oxygène passe moins facilement dans le sang et l’organisme hyperventile pour compenser.

Ensuite, il est important de comprendre ce que l’on entend par entraînement en altitude. Il se trouve que s’entraîner à 1250m n’a pas les mêmes effets que de s’entraîner à 2500m. Plus on s’élève par rapport au niveau océanique, plus l’oxygène se raréfie. C’est pourquoi il n’est pas conseillé de s’entraîner au-delà des 2500m. Le D^rBen Levine, fondateur et directeur de Exercise and Environmental Medicine (IEEM) au Texas Health Presbyterian Hospital de Dallas, raconte qu’une élévation trop importante peut provoquer des troubles du sommeil, une diminution du plasma sanguin ainsi qu’un mal de l’altitude[6]. Il recommande de ne pas monter à plus de 2500m.

Maintenant que le cadre est planté, voyons ce qu’il se passe au cœur de la machinerie humaine ! Comme je viens de l’évoquer, avec la hauteur, la concentration en oxygène diminue. Si cela dure un certain temps (12h comme évoqué par le D^rLevine[7]), un phénomène d’hypoxémie va s’installer. L’hypoxémie est simplement la diminution de la quantité d’oxygène dans le sang jusqu’à atteindre un niveau assez faible. Les centres respiratoires vont donc s’activer et entraîner une hyperventilation. D’où le fait que nous soyons plus vite essoufflés en altitude. Cette hyperventilation va également avoir pour conséquence de diminuer le taux de CO₂. Une légère alcalose respiratoire va se présenter et permettra de plus facilement capter l’oxygène et de le fixer sur les globules rouges. Une température également plus faible en altitude favorisera également le captage de ce cher carburant qu’est l’O₂. Cet effet est lié à la baisse du taux sanguin de 2,3-DPG, un régulateur du transport d’oxygène.

Seul problème, tout cet oxygène capté ne peut pas être relargué et donc utilisé par les tissus avant que le taux de 2,3-DPG ne remonte. Il est possible d’influer sur ce dernier en acidifiant le milieu, comme lors d’un exercice physique, ou en augmentant la température. Ce qui peut facilement se faire en diminuant l’altitude. Tous ces mécanismes peuvent être expliqués par la courbe de dissociation de l’oxyhémoglobine[8].

La modification de certains paramètres s’explique par les effets Bohr et Haldane présenté sur la courbe de dissociation de l’oxyhémoglobine.

Si vivre en altitude entraîne ces adaptations physiologiques, il ne semble pas optimal de s’entraîner à la même altitude. Nous savons tous qu’avec l’altitude, l’air devient moins dense et l’oxygène se raréfie. La pression atmosphérique étant plus faible, la pression partielle en O₂ l’est également. Cette plus faible densité de l’air offre également moins de résistance au déplacement et c’est pour cela que les avions volent haut, pour économiser du carburant ou atteindre des vitesses plus importantes pour une même quantité de carburant. Mais revenons-en au sujet qui nous concerne aujourd’hui… Puisque l’oxygène se fait plus rare, il est plus difficile de s’entraîner à la même intensité qu’au niveau de la mer. Le stimulus produit sera donc de moins grande magnitude et l’adaptation aussi (d’où l’intérêt de comprendre l’allostasie). Il est donc recommandé aux athlètes de vivre à haute altitude et de s’entraîner à plus basse altitude et si possible, au niveau de la mer[9]. Tout comme la différence de température facilitera le relargage de l’oxygène dans les tissus. L’intérêt est donc double !

Les résultats semblent être meilleurs pour les sportifs vivant en haute altitude et s’entraînant à basse altitude.

Le seul inconvénient à s’entraîner en haute altitude quand on vit plus bas est que, comme nous l’avons vu, cela va augmenter le nombre de globules rouges et donc la viscosité du sang. Si cela ne devrait pas poser de problème pour des sportifs en bonne santé, cela pourrait présenter des complications pour certains individus souffrant d’hypertension artérielle. Pour vous la faire courte, une augmentation de la viscosité sanguine entraînera une augmentation de la pression artérielle et également du travail du cœur. Soyez prévoyants et parlez-en à votre médecin avant d’envisager un camp d’entraînement à la montagne !

Alors si jusqu’à présent nous avons parlé surtout gaz, venons-en à ce pour quoi nous sommes là aujourd’hui : voir du sang gicler ! Ou plutôt comprendre les mécanismes permettant de capter ce fameux oxygène dont nous avons temps besoin. Un peu plus haut, je parlais d’hypoxémie et c’est le concept le plus important pour comprendre comment toutes ces cascades physiologiques fonctionnent. Cette hypoxémie, si elle dure un temps certain (12h) entraînera, en plus d’une activation des centres respiratoires, une activation d’un gène : le HIF-1 ! Ce gène (Hypoxia Inducible Factor 1) va avoir une action directe sur la synthèse de l’érythropoïétine[10]. Alors si ce nom t’est inconnu, tu as sûrement déjà entendu parler de dopage à l’EPO, et l’EPO c’est simplement l’érythropoïétine ! Tu comprendras d’ailleurs pourquoi c’est une substance de choix pour de nombreux tricheurs mais je digresse à nouveau…

La stimulation de la production d’EPO permet une synthèse d’érythrocytes (les globules rouges) bien plus importantes ! Et puisque ces derniers sont les principaux transporteurs d’oxygène, le problème du manque de carburant est résolu ! Cependant, il est important de noter que l’hyperventilation ne va pas s’arrêter : elle est directement liée à la pression partielle en oxygène et non pas à la quantité délivrée dans les tissus. Seul problème : plus de globules rouges veut dire un sang plus visqueux et épais, ce qui je le rappelle peut poser problème pour certaines personnes. Le corollaire le plus avantageux reste que la VO₂max s’en retrouve améliorée[11]. Pour ceux qui ne sauraient pas ce qu’est cette VO₂max, c’est simplement la consommation maximale en oxygène d’un individu. C’est une variable très importante pouvant prédire le niveau d’un athlète en endurance. Elle est directement corrélée à la Vitesse maximale aérobie (VMA)[12].

L’efficacité de la haute altitude sur les paramètres de la performance sont donc avérés et peuvent difficilement être remis en question. Cependant, comme pour les domaines scientifiques rien n’est jamais accepté comme vérité absolue et demande plus de recherche sur le sujet, notamment dans des conditions expérimentales bien plus contrôlées[13].

Une mention intéressante que peut avoir l’entraînement en altitude et surtout l’entraînement en hypoxie est qu’il semble efficace pour diminuer la résistance à l’insuline et le développement du diabète de type 2 chez les adolescents obèses[14].

Maintenant que le règlement a été survolée de manière très superficielle, voyons voir comment nos deux rivaux vont l’appliquer durant ce match de championnat et surtout si le Masque peut s’en accommoder sans avoir le souffle coupé !

3 ! 2 ! 1 ! Ding ! Combattez !

1^er Round

Le match commence plutôt calmement ! Les concurrents passent un certain temps à se scruter mais personne n’ose entamer le combat. Le Masque sait que l’expérience ne joue pas en sa faveur et semble prudent, même trop prudent…

Le masque finit par se lancer et tente de décrocher un combo de ‘’j’amène aussi le sportif en hypoxémie’’ clôturé par un uppercut mais qui est facilement contré par son adversaire. Il se trouve que c’est effectivement le cas mais pour des durées très courtes, bien en deçà de la dose recommandée de 12h. Son efficacité est donc limitée.

L’entraînement en altitude comprend bien vite que son adversaire ne fait pas le poids ! Il lui rétorque par un direct bien assené que cela n’a donc aucun impact sur les variables hématologiques car cette hypoxémie ne dure pas assez longtemps ! C’est un coup dur et puissant qui fait tressaillir le Masque.

Le doute semble l’assaillir et c’est la fin du premier round ! Le match semble enfin prendre son envol ! C’est l’effervescence dans la salle !

Round 2

Le tenant du titre semble vouloir en finir au plus vite et prépare sa prochaine action afin de mettre fin à cette mascarade avec le coup suivant !

Le prétendant tente une manœuvre désespérée en se rapprochant au corps à corps pour lui faire tâter de son faible prix mais son adversaire reste de marbre. La riposte ne se fait pas attendre !

Un très cinglant ‘’tu ne fonctionnes que comme un appareil d’entraînement respiratoire[15]’’ fuse et est clôturé par un ‘’tu n’as rien à voir avec moi’’ rapide et direct en pleine mâchoire.

Le Masque gît de tout son long au milieu du ring et ne bouge plus d’un pouce ! Le compte de l’arbitre se fait jusqu’à 10 sans que le prétendant ne bouge d’un iota. Le résultat est sans appel : c’est un magnifique KO dans les règles de l’art !

Conclusions du match

Le Masque n’a pas fait le poids face au champion en titre ! Ce déboire est facilement explicable : la déprivation en oxygène proposée par le port d’un masque de simulation d’altitude ne dure pas assez longtemps que pour entraîner une hypoxémie ‘’chronique’’ (comprendre par là pendant de nombreuses heures d’affilées). Son port n’aura dès lors aucun impact sur le gène HIF-1 et donc la production d’EPO et d’érythrocytes. L’organisme ne sera donc pas capable de transporter plus d’oxygène.

De plus, l’usage d’un ETM se fait dans des conditions de température et d’altitude normale. La concentration en O₂ne diminuera pas, ce qui ne provoquera pas d’hyperventilation ni d’alcalose. Cette alcalose ainsi qu’une température plus basse ont un effet positif sur la capacité à capter l’oxygène.

Par conséquent, aucune amélioration des capacités de transport et de captation de l’oxygène n’est possible ! Le Masque ne peut pas se targuer d’avoir les mêmes effets qu’une exposition à une haute altitude. C’est donc un argument de vente ne s’appuyant sur aucune preuve concrète ! On pourrait presque parler de publicité mensongère… Ce qui est sûr, c’est que son appellation devrait être revue !

Victoire sans appel de l’entraînement en altitude !

Cependant, ce dispositif a fait ses preuves ailleurs et qui plus est dans un domaine où son rival n’excelle pas : l’entraînement des muscles respiratoires et plus particulièrement inspiratoires ! Les muscles intercostaux externes et le diaphragme sont ceux qui profiteront le plus de son utilisation. Cet entraînement semble intéressant pour améliorer la VO₂max[16].

Il pourrait donc être intéressant de coupler ces deux méthodes d’amélioration des capacités respiratoires car n’ayant pas les mêmes actions sur l’organisme surtout que le coût d’un masque de simulation d’altitude est abordable.

Mais il y a un ‘’mais’’ !

Je me permets quand-même d’émettre quelques réserves !

L’idée d’utiliser un entraînement des muscles respiratoires n’est pas un concept nouveau et est couramment utilisé en kinésithérapie respiratoire. Pour les muscles inspiratoires, une spirométrie incitative peut être utilisée. Seulement, si vous avez déjà eu l’occasion d’en utiliser une, vous vous rendre compte que ce genre d’entraînement est très fatigant. Il ne devrait donc pas être utilisé par tous et seulement réservé à des sportifs de haut niveau, très bien entraînés et surtout suivis par des professionnels compétents dans ce domaine. Garde également à l’esprit que très peu d’études, pour ne pas dire aucune, n’ont étudié les effets d’un entraînement en endurance couplé à un entraînement avec résistance respiratoire. L’efficacité d’une pareille association est encore à démontrer et ne présente peut-être aucun intérêt…

De plus, si l’idée principale derrière l’utilisation de pareil accessoire par le grand public est simplement l’amélioration des capacités cardio-vasculaires, d’autres méthodes bien moins complexes et encore moins coûteuses existent. À commencer par l’entraînement en endurance, tout simplement ! Jamais l’utilisation d’un ETM ne remplacera un programme d’entraînement, correctement structuré et bien périodisé.

Le masque d’élévation d’altitude est donc un accessoire exotique n’ayant aucun intérêt dans le domaine de la simulation d’altitude mais est intéressant pour entraîner les muscles respiratoires. Entraînement qui ne devrait pas être une préoccupation pour la population générale. Se demander si tu as besoin de ce masque, c’est déjà répondre à la question : non tu n’en as pas besoin !

Un point qui ne sert pas l’entraînement en altitude est qu’au bout d’un certain temps, les marqueurs biologiques reviennent à la normale… Les adaptations résultantes d’un séjour à la montagne sont donc transitoires. Si tu souhaites profiter au maximum des bienfaits, l’idéal serait que ta compétition/ta course soit assez proche de ton séjour à la montagne pour que cela se répercute au mieux sur ta performance.

Et puis qu’on se le dise, à part pour te faire ressembler à Hannibal Lecter ou Bane, qui voudrait porter pareil ornement ?