Novembre 2004

HYDRATATION ET SPORT DE COMPETITION
CHEZ L’ENFANT
Professeur Jean-François DUHAMEL
Service de Pédiatrie et Institut Régional de Médecine du Sport
CHU CAEN 14000 - France

Activité physique intense, compétitions et équilibre hydrique      a. Conséquences sur les pertes en eau de l’activité physique      b. Conséquences des pertes en eau sur les régulations      cardio-vasculaires et la performance physique Prévention des risques de déshydratation Pour conclure Bibliographie

Tous les médecins connaissent la composition corporelle des enfants et adolescents et la place prédominante de l’eau qui représente en moyenne 60 % de la masse de l’organisme ; cette valeur est plus faible dans le sexe féminin et chez les sujets en excès de poids, la masse grasse étant pauvre en eau ; elle est plus élevée, au contraire, chez le sujet maigre (1).
Tous les médecins connaissent aussi la répartition inégale de l’eau, 40 % dans le secteur intra-cellulaire et 20 % dans le secteur extra-cellulaire dont 16 % dans le secteur interstitiel et 4 % dans le secteur plasmatique. Ces deux secteurs ont une osmolarité équivalente de 285 mosml/l mais une composition en protéines et en électrolytes très différente, une concentration élevée de sodium et de chlore dans le secteur extra-cellulaire, une concentration élevée de protéines et de potassium dans le secteur intra-cellulaire (2 - Tableau I).
Il existe des mouvements d’eau entre les différents secteurs ; ces mouvements sont générés par les différences de pressions osmotiques entre les compartiments intra et extra-cellulaires ; au sein du secteur extra-cellulaire, l’eau se déplace du plasma vers le secteur interstitiel dans le segment artériel des capillaires, puis du secteur interstitiel vers le plasma au niveau du secteur veineux des capillaires.
Pour le bon équilibre de l’organisme, il est souhaitable que la composition en eau et en électrolytes des deux secteurs intra-cellulaire et extra-cellulaire reste stable ; le maintien de cet équilibre est assuré par une adéquation entre les entrées : eau de boisson, eau de l’alimentation et synthèse endogène liée à l’oxydation des nutriments soit environ 50ml/kg/jour et les sorties par voie respiratoire 200 à 400ml, cutanée 400 à 500ml, fécale 100 à 200ml et par voie urinaire dont le volume par 24 H est adapté au niveau des éliminations précédentes et à celui des apports liquidiens (3).
Rappelons aussi que les entrées de liquides dans l’organisme sont pour une part dépendantes de la sensation de soif, elle-même déclenchée

• par une élévation de l’osmolarité du milieu intra-cellulaire détectée par des osmorécepteurs localisés dans l’aire pré-optique latérale de l’hypothalamus

• par une réduction de la volémie et de la pression artérielle alarmes intéressant ici le secteur extra-cellulaire à l’origine également d’une sécrétion d’angiotensine II qui stimule à son tour la production surrénalienne d’aldostérone donc la réabsorption tubulaire rénale d’eau et de sodium (1).

Il est important de souligner que le mécanisme de la soif n’intervient que dans les situations de déplétion hydrique quand le seuil osmotique atteint 300 mosml/kg d’eau et que la natrémie avoisine 145 mmol/l. Il s’agit donc d’une régulation décalée par rapport à l’équilibre hydro-électrolytique physiologique.
A cette régulation des entrées d’eau, s’ajoute une régulation des sorties rénales de l’eau. Celle-ci est sous le contrôle de l’hormone antidiurétique ADH dont le principal stimulus est l’augmentation de l’osmolarité efficace plasmatique, reconnue à partir d’osmorécepteurs hypothalamiques.
Selon le niveau de l’osmolarité, cette sécrétion d’ADH peut être déclenchée quand l’osmolarité plasmatique atteint 300 mosml/kg d’eau ou annulée quand l’osmolarité est réduite à 280 mosml/kg d’eau (3).

Activité physique intense, compétitions et équilibre hydrique

Le sport occupe chez l’enfant une part importante des loisirs. Parmi les 14 millions de licenciés sportifs que compte notre pays, 50 % ont moins de 18 ans et parmi eux, un grand nombre participe à des compétitions. Si les deux sports les plus pratiqués en France sont le football et le tennis, les enfants sont, selon les périodes attirés par beaucoup d’autres sports dont les pratiques sont toutes différentes ; tous ont en commun une augmentation de l’exercice musculaire. Les conséquences de cette activité sur l’équilibre hydrique comme d’ailleurs sur les dépenses énergétiques, sont différentes en fonction de l’âge, du sexe, du niveau des athlètes, de la durée et de l’intensité de leur activité physique mais aussi de l’environnement : température extérieure, humidité de l’air, vent, altitude, activité en salle ou en plein air (4).
A ces données mécaniques et environnementales, s’ajoutent pour les pertes en eau des caractères personnels pour ce qui concerne le débit sudoral.

a. Conséquences sur les pertes en eau de l’activité physique

L’activité physique, à partir des paramètres déjà évoqués, majore les pertes en eau par voie cutanée et respiratoire :

• les pertes cutanées sont les plus importantes ; elles représentent 70 à 80% du total. L’activité physique entraîne une élévation de la température interne qui peut atteindre à l’extrême 39 ou 40°. La transpiration, l’évaporation de la sueur sont des mécanismes essentiels de l’élimination de la chaleur ainsi produite donc du contrôle de la température de l’organisme. Des pertes minérales sodium, potassium, calcium, magnésium et en oligo-éléments, fer, zinc, cuivre accompagnent la perte d’eau et devraient être prises en compte dans les recommandations aux athlètes. Il est à noter que si le débit sudoral est variable selon les sujets, l’entraînement permet des adaptations des pertes qui peuvent ainsi se réduire de 50%. Néanmoins, il faut retenir que ces pertes en eau sont en moyenne pour un sujet de 50 kg de 1 litre/heure à l’entraînement et peuvent être majorées de 50 à 70% lors des compétitions et dans des conditions climatiques très chaudes - c’est dire l’importance de ce facteur (4).

• la voie respiratoire. Avec l’augmentation des débits ventilatoires, les éliminations d’eau par cette voie se majorent, ceci étant aussi modulé par le niveau de la pression ambiante de la vapeur d’eau. Ceci peut représenter 60 à 150 ml/heure (5).

• pertes urinaires. L’activité physique majore donc de façon importante les éliminations d’eau par voie aérienne et cutanée. Dans cette situation en fonction de la volémie et de l’osmolarité du milieu intra-cellulaire, des réponses hormonales vont apparaître sécrétion d’aldostérone et d’ADH. Leurs conséquences sont une réduction du débit urinaire.

b. Conséquences des pertes en eau sur les régulations cardio-vasculaires et la performance physique

La perte d’eau de l’organisme perturbe les régulations cardio-vasculaires et thermiques. Au niveau cardio-vasculaire avec la réduction du volume sanguin, le volume d’éjection systolique se réduit, obligeant pour maintenir le débit cardiaque, à une accélération de la fréquence cardiaque. Bien entendu, les possibilités de compensation sont limitées, meilleures dans tous les cas chez les sujets bien entraînés dont le rythme cardiaque au repos est plus faible. Parallèlement, les capacités de thermorégulation diminuent en fonction du degré de déshydratation, avec pour conséquence une élévation de la température interne du corps. Au-dessus de 2 % de perte de poids, la qualité de la performance physique se réduit et au-dessus de 4 % de perte de poids, des accidents type coup de chaleur avec troubles de la conscience, hypovolémie et parfois lésions tissulaires peuvent apparaître (6). La pratique de sports où pour des raisons de catégories de poids, une diminution des apports liquidiens peut précéder la compétition, par exemple les sports de combat, augmente les risques de telles évolutions

Prévention des risques de déshydratation

Cette prévention commence à l’entraînement. L’entraîneur et le médecin de l’athlète doivent connaître chaque enfant ou adolescent avec ses particularités ; parmi les éléments importants à mesurer figure la pesée avant et après l’exercice en début de saison et sans apport liquidien, ceci informe sur le niveau des pertes d’eau à l’effort donc sur celui du volume liquidien à proposer par heure d’exercice pour prévenir la perte liquidienne.
Deuxième notion importante, rappeler aux enfants et à leur entraîneur que la soif est un mauvais indicateur de l’état d’hydratation corporelle.
Troisième notion, les pertes d’eau augmentent avec la température extérieure, son degré d’humidité, la durée et l’intensité des efforts.
Quatrième notion : être particulièrement vigilant pour les enfants appartenant aux Fédérations où il existe des catégories de poids.
Dans ces conditions, pour les enfants pratiquant le sport en compétition, les règles concernant leur hydratation sont essentielles :

• L'hydratation doit précéder l’effort, se poursuivre pendant et après l’effort et ceci répétons-le en fonction de chaque enfant et de chaque environnement sur la base de 10 à 20ml/kg/heure.

• L'hydratation doit être fractionnée, 50, 100 ou 150ml toutes les 5 ou 10 minutes. Ceci est facile dans des sports comme le basket ou le tennis où il existe des arrêts de jeux, plus difficile dans des sports comme le football ou le rugby.

• Le choix et la composition des boissons est un autre élément essentiel : il découle de trois objectifs complémentaires : maintenir la composition corporelle, limiter l’hyperthermie, limiter en complément la réduction des réserves glycogéniques.

La boisson doit être fraîche 6 à 8°, iso ou hypo-osmotique. Elle doit apporter des glucides, fructose, glucose, saccharose, dextrine-maltose à la concentration de 40 à 100g/litre (4). Elle doit être bien tolérée par l’enfant.
La présence de minéraux dans la boisson appelle plusieurs commentaires ; celle-ci d’abord n’est justifiée que pour compenser des pertes minérales importantes et dont le déficit est immédiatement préjudiciable. A cet égard, seul le sodium pose problème. Celui-ci est inutile pour les efforts courts de moins d’une heure, en climat tempéré ; il est au contraire nécessaire pour des efforts de plusieurs heures en température chaude et humide, situations rares dans notre pays.
Dans ces conditions, il faut s’assurer que chaque enfant, pour les entraînements comme pour les compétitions, dispose d’une boisson appropriée. En règle générale et sauf situation exceptionnelle, une boisson type eau d’Evian complétée avec des glucides est une très bonne solution.

Pour conclure

L’hydratation correcte des enfants pratiquant le sport en compétition est indispensable. Elle doit être d’une part personnalisée et d’autre part, doit s’adapter à chaque sport et à chaque environnement. Cette démarche s’intègre dans le cadre beaucoup plus vaste de l’ensemble des conseils nutritionnels à apporter aux enfants sportifs (7). Elle participe à la bonne qualité des performances obtenues, à la réduction des risques de contre-performance et de lésions musculaires ou ligamentaires, et plus généralement à l’épanouissement de l’enfant dans l’activité physique qu’il a choisi.

Bibliographie

1. LACOUR B, DRÜEKE TB.
   Eau et boissons. In : AFSSA, CNERNA-CNRS eds. Apports nutritionnels conseillés pour la population française. 3ème ed. Londres-Paris-New York. Tec Doc ed : 2001 : 109- 117
2. ECKART P, VERINE C, READ MH, DUHAMEL JF.
   Besoins en eau chez l’enfant sportif
   J Pédiatr Puér 1995 ; 8 : 465-9
3. BEAUFRÉRE B, BRIEND A, GHISOLFI J, GOULET O, PUTET G, RIEU D et al.
   Nourrissons enfants et adolescents. In : AFSSA CNERNA-CNRS eds. Apports nutritionnels conseillés pour la population française. 3ème ed. Londres-Paris-New York. Tec Doc ed : 2001 : 255-291
4. GUILLAND JC, MARGARITIS I, MELIN B, PÉRÉS G, RICHALET JP, SABATIER PP.
   Sportifs et sujets à activité physique intense. In : AFSSA, CNERNA CNRS eds. Apports nutritionnels conseillés pour la population française. 3ème ed. Londres-Paris- New York. Tec Doc ed : 2001 : 337-394
5. MELIN B.
   Déshydratation : Réhydratation et exercice musculaire en ambiance chaude. Effets sur la performance physique, les régulations cardio-vasculaire et thermique, le métabolisme hydrominéral et son contrôle hormonal. Thèse de Doctorat ; Université Claude Bernard -Lyon I
6. CURE M.
   De l’hyperthermie maligne au coup de chaleur. Apports de la physiopathologie moderne. Méd Armées 1987 ; 15 : 379-382.
7. DUHAMEL JF.
   Prise en charge nutritionnelle des enfants sportifs de haut niveau.
   Bull Acad Natle Méd 2 001 ; 185 : 1495-1505.

TABLEAU I : Composition du milieu intérieur (2)