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Novembre 2004
HYDRATATION, SPORT ET ENFANT
Pr. J.F. DUHAMEL,
Pédiatrie A, CHU CLEMENCEAU
CAEN 14000
L'eau est le premier composant de l'organisme humain. Sa place dans la composition corporelle est de 75% à la naissance à terme, puis se réduit progressivement à 70% chez le nourrisson entre l'âge de 2 et 6 mois. Chez l'enfant et l'adolescent, elle représente comme chez l'adulte environ 60% du poids du corps (1).
L'eau est répartie entre les compartiments cellulaires (40 %) et extra-cellulaire (20 %) ; 16 % dans le secteur interstitiel et 4 % dans le secteur plasmatique (2). Ces pourcentages peuvent être modifiés en cas de réduction ou d'excès de la masse grasse, celle-ci étant quasiment dépourvue d'eau. Tous ces compartiments ont la même osmolarité environ 285 mosmol/l, par contre la composition en protéines et en électrolytes est très différente, le plasma est riche en sodium 138 à 142 mmol/l, en chlore 99 à 105 mmol/l, pauvre en potassium 3.5 à 4.5 mmol/l et comporte 65 à 70 g/l de protéines, alors que le secteur intra-cellulaire est pauvre en sodium 5 à 15 mmol/l, riche en potassium 130 à 160 mmol/l, et en protéines 200 à 400 g/l (Tableau I) (3).
Composition du milieu intérieur (3)
| PLASMA | SECTEUR INTERSTITIEL | SECTEUR INTRA-CELLULAIRE | |
| Sodium mmol/l | 138 - 142 | 143 | 5 - 15 |
| Chlore mmol/l | 99 - 105 | 114 | 0 - 5 |
| Potassium mmol/l | 3.5 - 4.5 | 4 | 130 - 160 |
| Magnésium mmol/l | 0.75 - 0.85 | 15 - 25 | |
| Protéines g/l | 65 - 70 | 0 - 2 | 200 - 400 |
Des mouvements d'eau s'effectuent entre les secteurs extra et intra-cellulaires en fonction des gradients d'osmolarité transmembranaire et des variations de pression osmotique ; l'eau se déplace du secteur de plus faible osmolarité vers le secteur de plus forte osmolarité. Entre les liquides interstitiels et le plasma, les mouvements sont constants, avec des mouvements d'eau du plasma vers le secteur interstitiel dans le segment artériel des capillaires, et en sens inverse dans le secteur veineux (2).
En situation stable, les volumes d'eau dans les différents secteurs sont fixes ; le maintien de cet équilibre est assuré par une adéquation entre les entrées liquidiennes, majorées des apports alimentaires et des sources endogènes provenant des réactions d'oxydation des nutriments ou d'utilisation des réserves de glycogènes d'une part, et des sorties fécales 100 à 200 ml/24 H, respiratoires 300 à 400 ml/24 H, cutanées et urinaires d'autre part. Chez l'enfant et l'adolescent, les entrées comme les sorties d'eau, représentent en moyenne et en situation stable 50 ml/kg/24 H.
Les entrées d'eau sont sous la dépendance de la sensation de soif, elle-même déclenchée par une élévation de l'osmolarité plasmatique décelée à partir d'osmo-récepteurs hypothalamiques ou par une réduction de la pression artérielle après libération d'angiotensine II. En fait, il faut que le déficit hydrique soit déjà installé pour qu'apparaissent la sensation de soif.
Parmi les sorties d'eau, si les éliminations digestives sont en principe fixes, la perte d'eau par transpiration est très variable en fonction de l'environnement, comme de la température extérieure et de l'activité physique ; les éliminations rénales assurent la régulation du bilan, elles se réduisent en cas de forte transpiration et d'augmentation de l'osmolarité plasmatique ; cette régulation est sous la dépendance de l'hormone anti-diurétique arginine vasopressive d'origine hypothalamique ou une hypotension artérielle. Dans ces situations, l'ADH agit sur la réabsorption de l'eau au niveau des tubes collecteurs des néphrons.
Conséquence de l'activité physique sur les comportements liquidiens
L'activité physique entraîne des modifications des pertes d'eau par l'organisme.
La majoration de ces pertes résulte de plusieurs mécanismes - tous liés à l'augmentation de la dépense énergétique mais également à l'environnement : conditions climatiques avec en fonction de la température extérieure et de l'intensité des efforts, des éliminateurs pouvant, par la transpiration, atteindre chez l'adolescent 1 litre/heure, altitude pour laquelle intervient la réduction de la teneur en oxygène de l'air ambiant d'où la nécessité d'une amplification des mouvements respiratoires ; le type d'habillement quand il est inadapté majore les éliminations hydriques et freine par ailleurs la thermorégulation (3).
Les pertes d'eau par voie respiratoire et surtout cutanée sont donc en première place :
- au niveau cutané, il faut d'abord souligner que si
les possibilités de sudation sont identiques chez l'adolescent
et l'adulte, elles sont par contre réduites chez l'enfant.
Dans tous les cas, avec l'effort, l'organisme élève sa température
et la transpiration est la voie de libération de cette chaleur.
Les pertes par sudation s'accompagnent d'élimination
d'électrolytes, sodium, potassium, calcium et magnésium
mais aussi d'oligo-éléments, principalement du fer
et du zinc ; celles-ci doivent être prises en compte dans
la prévention ou la correction de la déshydratation -
particulièrement pour les entraînements ou compétitions répétées
d'une durée supérieure à 1 heure. Il est important de savoir
que le débit de la sueur dépend aussi de facteurs personnels
et que l'entraînement peut s'accompagner de modifications
de sa composition pour des efforts répétés ; il apparaît alors
une réduction de 20 à 30 % des concentrations en électrolytes
(4). Même après des entraînements bien menés, malgré une réhydratation
prenant en compte la chaleur extérieure et l'humidité de l'atmosphère,
certains athlètes peuvent perdre jusqu'à 3 à 4 kg en 3 heures.
Ceci représente une indication essentielle à la prise en charge
à l'échelon individuel du facteur hydratation pendant mais
aussi après l'effort.
- Le second composant des éliminations hydriques au cours
de l'effort est la voie respiratoire. Avec l'exercice
musculaire, les débits ventilatoires augmentent, les éliminations
d'eau par cette voie également et comme MELIN le rapporte,
les éliminations par voie aérienne passent de 0.06 litres/heure
avec VO2 Max de 50 % à 0.15 litres/heure pour une VO2 Max
de 75 à 80 % (5).
En réponse à ces deux mécanismes de majoration des pertes hydriques, le fonctionnement du rein et les éliminations urinaires vont s'adapter. La déshydratation stimule la libération d'aldostérone et d'ADH, et réduit dans ces conditions les élimitions hydro-électrolytiques urinaires (6).
Conséquences sur l'organisme d'un effort physique prolongé
La déshydratation liée à l'effort quand elle dépasse 1 à 2 % soit 1 kg pour un adolescent de 50 kg, retentit sur l'équilibre cardio-vasculaire ; le volume d'éjection systolique est réduit et le rythme cardiaque s'accélère pour maintenir le débit cardiaque (7). Parallèlement, les capacités de thermorégulation sont diminuées et la température interne de l'organisme s'élève (7). Au-dessus de 2 % de déshydratation, la qualité de la performance physique diminue. Au dessus de 4 % de perte de poids, des accidents sont possibles, avec la survenue de coup de chaleur comportant sensation de chaleur, hyperthermie, voire trouble de la conscience (8). Des risques de déshydratation sont renforcés dans les sports où il existe des catégories de poids et où une réduction artificielle du poids précède le début de la compétition ; c'est le cas de sports de combat.
Prévention de la déshydratation chez l'enfant et l'adolescent sportif
Compte-tenu des éléments précédemment évoqués, des informations et des mesures préventives doivent être proposées lors des activités sportives.
Il faut d'abord répéter que la soif est un indicateur insuffisant et retardé de l'équilibre hydrique. Dans ces conditions, il est indispensable que chaque athlète connaisse précisément, à partir des constations de l'entraînement, les réactions de son organisme à l'effort (9). Il est ainsi recommandé de peser les athlètes avant et après les séances d'entraînement.
Il peut être indispensable d'instituer de façon préventive, avant des efforts d'une durée supérieure à 45 minutes, des apports hydriques fractionnés dans les 2 heures précédant la compétition. Le choix d'une boisson peu minéralisée type eau d'Evian est ici parfaitement indiquée ; elle peut être complétée par une adjonction de glucides à absorption lente (50g/l) prenant en compte que les préparations hypotoniques ou isotoniques au plasma sont mieux absorbées que les préparations hypertoniques (10).
Pendant l'effort, trois objectifs complémentaires aident à prévenir la déshydratation, le maintien d'une hémodynamique correcte et à contenir l'élévation excessive de la température corporelle :
- compensation des pertes hydriques,
- maintien de la glycémie,
- correction des éliminations d'électrolytes.
Il faut en effet s'attacher à proposer des quantités d'eau suffisantes pour que la perte pondérale reste inférieure à 2 % du poids. Pour réaliser ce programme, la boisson doit être administrée sur la base de 10 à 20 ml/kg/heure par fraction de 100 à 250 ml toutes les 15 minutes sans dépasser 800 à 1 litre/heure. Deux éléments fondamentaux doivent s'ajouter aux recommandations précédentes, la température du liquide 6 à 8°C pour mieux lutter contre l'hyperthermie, et comme nous l'avons déjà souligné précédemment, le choix d'un boisson hypo ou isotonique pour permettre une absorption rapide. Pour maintenir au mieux les réserves de glycogène et la glycémie, l'adjonction à la boisson de glucides est ici aussi essentielle pour des efforts supérieurs à 30 minutes : saccharose à 50 g/litre ou mieux encore malto-dextrine ou polymères de glucose qui, pour une même osmolarité, permettent des concentrations de 100g/l. L'absorption d'eau à ces concentrations de glucides est égale ou supérieure à celle de l'eau seule (11).
L'adjonction de minéraux aux boissons dites de l'effort appelle plusieurs commentaires. Il faut d'abord répéter que les pertes électrolytiques pendant l'effort sont limitées hormis le cas d'efforts de très grande endurance exceptionnels chez les enfants ou les adolescents, comme le marathon des sables. Le second point est de savoir si la présence de sodium dans la boisson améliore l'absorption de l'eau. GISOLFI répond négativement à cette interrogation (12). En complément, il faut préciser que certains athlètes tolèrent mal, sur le plan digestif, la prise de comprimés de minéraux. Ainsi, le choix d'un apport de sodium sous forme de bicarbonate dans la boisson préconisé par certains est déconseillée par d'autres en raison de l'induction d'une mauvaise palatabilité et parfois d'une tolérance digestive médiocre (13).
La plupart des sportifs continuent à transpirer près l'arrêt de l'effort et là-encore de façon variable en fonction du type de l'effort et de caractéristiques personnelles. Dans ces conditions, il est logique de poursuivre dans la phase de récupération, la prescription de compléments hydriques pour aider à rétablir dans les meilleures conditions les compartiments liquidiens. C'est dans la phase de récupération que la présence de minéraux semble la plus logique que ce soit dans les boissons ou dans l'alimentation (14).
Pour les sports à efforts répétés comme les tournois de tennis ou de basket, cette mesure complémentaire est particulièrement importante.
Le sport occupe actuellement chez l'enfant et l'adolescent une place considérable. La moitié des 14 millions de licenciés sportifs de notre pays ont moins de 18 ans. Les médecins qui prennent en charge les enfants pratiquant le sport doivent s'attacher à lui prodiguer des conseils nutritionnels et d'hydratation correcte essentiels pour l'aider à s'épanouir dans cette activité physique, à réaliser les performances adaptées à son niveau tout en limitant les déceptions liées à de mauvais résultats ou à des blessures (15).
Plus l'activité physique est intense, plus ces conseils sont importants. Ils s'intègrent pleinement dans le programme de surveillance clinique, voire biologique réservé à l'élite. Au sein de ces conseils, l'hydratation est en première place. La création d'une boisson spécifique adaptée aux enfants et aux adolescents sportifs serait à cet égard une avancée intéressante.
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