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La rhinite et l'asthme sont des problèmes fréquemment rencontrés par le médecin du sport. Ils s'inscrivent le plus souvent sur un fond d'atopie et amènent les sportifs à des consultations spécialisées en allergologie. Des pathologies moins fréquentes comme l'urticaire cholinergique et l'anaphylaxie induite par l'effort doivent également être reconnues pour leurs implications thérapeutiques.
Les infections des voies respiratoires représentent un problème bien connu des athlètes. De nombreuses études ont cherché à démontrer que la susceptibilité à développer des infections était en relation avec les changements immunologiques observés à l'exercice. Récemment, des méthodes objectives ont permis de mieux étudier les aspects immunologiques liés à l'exercice et les facteurs associés pouvant jouer un rôle.
Les maladies allergiques et les infections sont fréquentes chez les sportifs d'élite. Dans cette population, on retrouve en particulier une incidence augmentée de la rhinite, de l'asthme 1 et des infections virales des voies aériennes supérieures.2
Les modifications immunologiques observées lors d'efforts intensifs et de longue durée montrent à la fois une tendance à une réponse immune humorale avec un profil allergique et une diminution de l'immunité cellulaire. Cette dernière joue un rôle important dans la défense contre les infections virales et pourrait expliquer l'augmentation du nombre d'épisodes infectieux.
Dans cet article, nous passerons en revue le bronchospasme induit par l'effort physique, l'urticaire cholinergique, l'anaphylaxie induite par l'exercice et les modifications du système immunologique consécutives à des efforts intensifs et prolongés. Nous aborderons également les facteurs pouvant jouer un rôle dans les changements immunologiques à l'exercice.
Le bronchospasme induit par l'exercie (BIE) est une pathologie fréquente chez le sportif mais souvent non diagnostiquée. On estime que 15% de la population générale est affectée par un BIE. Dans une population souffrant d'asthme chronique, 90% présenteront un BIE et en cas de rhinite allergique isolée, 40%. Toutefois, entre 5-10% des patients avec un BIE n'ont pas de maladie allergique ou respiratoire associée.3
Le BIE résulte d'un spasme transitoire des bronches suite à une respiration accrue pendant l'activité physique. Il existe deux théories pour expliquer la pathogenèse du BIE. L'hypothèse hyperosmolaire met en avant l'hyperventilation des voies aériennes et leur déshydratation. Il s'ensuit un épaississement du mucus et la libération de médiateurs responsables du bronchospasme. La théorie thermique postule qu'à la fin de l'exercice le réchauffement des voies aériennes entraîne une dilatation des petits vaisseaux bronchiolaires, un exsudat de fluide dans la paroi et un relâchement des médiateurs bronchoconstricteurs. Ainsi, les mécanismes sous-jacents du BIE semblent différents de l'asthme chronique. L'inflammation des voies aériennes n'étant pas considérée comme l'élément physiopathologique de base du BIE.3,4
Les symptômes typiques d'un BIE peuvent être une toux, une dyspnée, une oppression thoracique ; mais des symptômes atypiques comme des douleurs abdominales, des céphalées, une fatigue générale, des crampes musculaires, des douleurs rétrosternales ou une baisse de performance isolée sont également possibles.5
Trois stades peuvent être distingués.6 Classiquement, on observe une phase précoce, une période réfractaire et une phase tardive. La phase précoce est celle du bronchospasme. Elle débute 5 à 10 minutes après un exercice intense et dure de 30 à 60 minutes.6,7 Une résolution spontanée au repos est habituelle. Chez certains athlètes conditionnés, le début peut être plus tardif, pendant l'effort s'il est prolongé, ou intervenir après. La période réfractaire, observée dans 40-50% des cas, est caractérisée par la levée du bronchospasme. Elle peut durer de 30 minutes à plus de 4 heures. C'est la période mise à profit par les sportifs pour réaliser des compétitions. La phase tardive, qui correspond à une récurrence moins prononcée du bronchospasme, peut être absente. Elle intervient 4 à 16 heures après l'exercice et se dissipe dans les 24 heures.
A l'examen clinique au repos, les sibilances sont rarement présentes lors d'un BIE isolé. Elles seront donc surtout évocatrices d'un asthme chronique. Une obstruction nasale, un écoulement postérieur et une pâleur de la muqueuse nasale pourront suggérer une rhinite allergique très souvent associée à un asthme allergique. Un asthme chronique devra alors être écarté.
Le diagnostic de BIE peut être posé par la mesure du débit expiratoire de pointe ou une spirométrie (volume expiratoire maximal en 1 seconde ou VEMS) obtenues avant et immédiatement après l'exercice. Une diminution du débit expiratoire de pointe ou du VEMS de 15% est diagnostique. La confirmation est obtenue par le retour aux valeurs de base après inhalation d'un b2-agoniste.8 Dans le milieu sportif d'élite, les tests de provocation bronchique sont obligatoires depuis les Jeux olympiques de 2002 à Salt Lake City pour poser le diagnostic et autoriser l'usage d'un b2-agoniste.9 Ainsi, les investigations préconisées pour le diagnostic de BIE sont un test d'effort avec mesure du VEMS, un test d'hyperventilation eucapnique volontaire et un test à la métacholine ou une solution hypertonique. Une chute du VEMS égale ou supérieure à 10% est considérée comme positive pour les deux premiers tests.8 Le test à la métacholine nécessite pour être positif une chute du VEMS supérieure ou égale à 20%. Il permet de diagnostiquer une hyperréactivité bronchique. En cas de négativité, un test d'effort est préconisé, ce test n'excluant pas un BIE. Le test d'hyperventilation eucapnique avec de l'air froid est considéré comme le test de laboratoire le plus approprié pour le diagnostic de BIE ou d'asthme exacerbé par l'effort.4,8
En présence de symptômes respiratoires à l'effort, de tests fonctionnels négatifs ou d'une réponse insuffisante au traitement du BIE, la démarche diagnostique doit être poursuivie. En effet, une dysfonction des cordes vocales,10 un reflux gastro-sophagien ou des attaques de panique peuvent également se manifester avec une toux, une dyspnée, des sibilances ou une oppression thoracique à l'effort.11
La prise en charge d'un BIE implique l'éducation du patient (tableau 1), le traitement pharmacologique et l'évaluation de l'efficacité des mesures mises en place.
Les sports basés sur l'endurance avec une activité ventilatoire élevée (course à pied, football, basket ball, rugby par exemple) ou pratiqués dans un climat sec et froid (hockey, patinage, ski de fond par exemple) sont susceptibles de déclencher plus facilement un bronchospasme. La natation pour son environnement humide et chaud est particulièrement recommandée chez les asthmatiques. Toutefois, chez les nageurs d'élite (> 30 heures/semaine), il semble que l'incidence de l'asthme augmente.12 On préférera ainsi des sports comportant des activités brèves et des périodes de repos (jeux de raquette, gymnastique, ou sprint par exemple). Lors de la pratique de sports basés sur l'endurance, on cherchera à induire une période réfractaire par un échauffement progressif. Lorsque ces mesures sont insuffisantes, un traitement pharmacologique doit être associé (tableau 2). Les traitements préférés sont les b2-agonistes de courte durée d'action qui pourront être administrés 15-30 minutes avant l'exercice à raison de 2-4 inhalations.5 Le bénéfice dure environ 4 heures. Des palpitations et des tremblements sont les effets secondaires possibles. En deuxième choix, si cette prophylaxie s'avère inefficace, on pourra associer des stabilisateurs mastocytaires. Le nédocromil et le cromoglycate se prennent 10-60 minutes avant l'exercice et sont bénéfiques sur 4 heures. Les b2-agonistes de longue durée d'action, comme le salmétérol, sont une autre option pour les patients avec BIE. Pris 30-60 minutes avant l'effort, leur effet peut durer 12 heures ce qui les rend utiles en cas d'effort prolongé. Les anticholinergiques administrés 30-60 minutes avant l'exercice peuvent parfois être utiles comme traitement complémentaire.4,5 Les corticostéroïdes inhalés ne sont pas efficaces en prophylaxie immédiate avant l'exercice mais auront une action en cas d'asthme chronique exacerbé à l'effort s'ils sont pris sur une base régulière.13,14 L'utilisation combinée de corticostéroïdes et de bronchodilatateurs inhalés (salmétérol/fluticasone : Seretide ®, formotérol/budésonide : Symbicort ®) est supérieure à la prise séparée de ces molécules. Il faudra considérer, en cas de prise chronique, la possibilité d'une tachyphylaxie avec une diminution de l'effet bronchodilatateur des b2-agonistes. Les antagonistes des récepteurs des leucotriènes ont également fait leurs preuves dans l'asthme chronique exacerbé par l'effort.3 L'efficacité d'une dose unique a été démontrée chez des enfants asthmatiques traités par stéroïdes lorsque le montélukast était pris 12 heures avant l'effort. La diminution du VEMS était de 10% inférieure comparée au placebo.15 Dans les autres options thérapeutiques, il faudra considérer des antihistaminiques, des corticoïdes nasaux ou une immunothérapie pour la composante allergique fréquemment associée au BIE. Le choix de ces traitements devra être guidé non seulement par la clinique mais aussi par le profil d'effets secondaires et les recommandations de la WADA (World Anti-Doping Agency) concernant leur utilisation.
L'urticaire est une dermatose érythémateuse prurigineuse dont les causes peuvent être multiples. L'urticaire cholinergique est une entité appartenant au groupe des urticaires physiques qui représente 5% des cas d'urticaires chroniques. Les urticaires physiques sont déclenchées par un élément extérieur tel qu'un contact avec le froid ou le chaud, l'eau, la pression, des vibrations ou le soleil.
Il est estimé que 15% de la population aura à un moment donné dans sa vie une urticaire cholinergique.16
Le mécanisme inducteur des lésions est une augmentation de la température corporelle 16 d'au moins 0,7° C. Ainsi, il n'est pas rare de voir apparaître une urticaire cholinergique au cours de l'exercice physique (élément le plus souvent décrit) mais aussi pendant des bains chauds, de fortes émotions ou lors de l'ingestion de repas épicés. Cette urticaire apparaît habituellement sur le tronc puis progresse distalement et se distingue sur un plan sémiologique des autres urticaires par des lésions papuleuses punctiformes, érythémateuses pouvant coalescer en plaques. Les lésions sont souvent précédées par un prurit ou des dysesthésies.17 Le tableau cutané peut dans de rares cas associer un angidème, un bronchospasme et une chute tensionnelle.17 Le diagnostic différentiel doit alors être fait avec une réaction anaphylactique induite par l'exercice.
La pathogenèse de cette entité est mal comprise. Dans certains cas, on a démontré qu'une réaction à la sueur pouvait être impliquée.18
Le diagnostic d'urticaire cholinergique doit être évoqué en présence d'un facteur inducteur typique et des lésions caractéristiques. La confirmation nécessite des tests de provocation. Ceux-ci (exercice, bain, ou aliments) manquent de spécificité en raison de la confusion possible avec d'autres formes d'urticaire (respectivement anaphylaxie induite par l'exercice, urticaire aquagénique ou urticaire alimentaire). Le meilleur test est de mesurer l'augmentation de la température corporelle chez un patient immergé dans un bain à 40°C et d'observer l'apparition des lésions. On admet pour cela qu'une augmentation de température corporelle de 0,7°C est suffisante. Les parties du corps non immergées ne sont pas sujettes à une urticaire aquagénique, ce qui permet de faire la distinction.19
Sur un plan thérapeutique, en dehors de l'éviction de facteurs inducteurs, les antihistaminiques H1 sont le traitement de choix. Classiquement, l'hydroxyzine (Atarax ® cp 25 mg) est proposée jusqu'à des doses de 100-200 mg/j.16 Des anti-H1 de deuxième génération, moins sédatifs, sont tout aussi efficaces. Dans les cas réfractaires, le kétotifène, le danozol ou les b-bloqueurs se sont avérés utiles.16 Une grande prudence est de mise avec les b-bloqueurs en cas de doute diagnostique avec une réaction anaphylactique. Des anti-H1, suivis de bain chaud quotidien, pourraient servir de désensibilisation et permettre de contrôler les symptômes.20 La durée moyenne des symptômes est estimée à 7,5 ans.21
Les réactions anaphylactiques représentent des urgences médicales dont les étiologies peuvent être variées. L'AIE a été rapportée pour la première fois en 1970.22 Elle apparaît isolément (forme la plus courante) ou associée à l'ingestion de certains aliments, à la prise d'anti-inflammatoires non stéroïdiens 23 ou concomitamment aux menstruations.24 Deux formes d'anaphylaxies alimentaires induites par l'exercice ont été décrites ; celles survenant après l'ingestion d'aliments spécifiques parmi lesquels le céleri, le blé, le lait, les fruits (pêches, fraises), les crustacés et l'alcool sont les plus fréquemment rapportés et celles qui apparaissent avec toute autre nourriture solide.23 Sans exercice physique, l'aliment est bien toléré.
L'atopie représente un facteur de risque pour une AIE puisque 50-60% des cas ont une maladie allergique sous-jacente.
La présence de taux de tryptase sérique élevés (norme mg/l) est en faveur d'une dégranulation des mastocytes, bien que la cause ne soit pas claire.25
Dans la description clinique idéale, on observe dans les minutes suivant une activité physique une phase de prodrome caractérisée par une fatigue, une chaleur et un érythème prurigineux. Le tableau clinique peut prendre la forme d'une urticaire, de symptômes gastro-intestinaux, d'un bronchospasme ou d'une chute tensionnelle avec perte de connaissance en cas de poursuite de l'exercice. La durée de l'attaque peut varier entre 30 minutes et 4 heures. Une phase tardive avec des céphalées et une asthénie marquée avec chaleur peut durer jusqu'à 72 heures. Dans 10% des cas d'AIE, on observe des lésions urticariennes punctiformes identiques à celles de l'urticaire cholinergique.26 Toute activité physique peut déclencher une AIE, indépendamment de l'intensité de l'effort fourni.23 Une récidive des épisodes est observée.23
Prélevée dès la 30e minute et dans les 14 premières heures, une tryptase sérique élevée sera fortement évocatrice d'une réaction anaphylactique. En cas d'AIE induite par un aliment, le diagnostic peut être suspecté grâce aux pricks tests ou aux IgE spécifiques qui sont habituellement positifs pour l'aliment incriminé.7 Un test sur ergocycle avec des paliers d'effort progressifs, précédé éventuellement de l'ingestion de l'aliment, est la méthode diagnostique de choix. Il nécessite toutefois une infrastructure adaptée à l'urgence.
La reproductibilité de l'AIE est faible, et il pourra être nécessaire de répéter le test à plusieurs reprises. Un test de réchauffement corporel avant le test d'effort permettra d'écarter une urticaire cholinergique se présentant avec des symptômes systémiques.16
Les recommandations thérapeutiques vont d'abord vers des mesures générales de prévention (tableau 3) puis vers le traitement spécifique de l'anaphylaxie (tableau 4). La prophylaxie médicamenteuse a donné des résultats variables et ne peut être préconisée. Les anti-histaminiques sont parfois bénéfiques mais ne préviennent pas une réaction anaphylactique sévère.16,28 Le cromoglycate de sodium et le bicarbonate de sodium donnent des résultats mitigés.16 47% des patients avec des épisodes d'AIE récidivants auront une diminution de leurs symptômes avec le temps. Il n'existe pas de données sur le risque de rechute en cas de reprise de l'exercice, après arrêt temporaire.
L'immunité est représentée par deux systèmes : le système immunitaire inné (immunité naturelle) et le système immunitaire spécifique (immunité adaptative). L'immunité naturelle fait intervenir les premières lignes de défense représentées par les barrières physiques (peau, épithélium, mucus), chimiques (pH des fluides corporels, lysozyme, protéine de la phase aiguë, complément) et certaines cellules avec une capacité phagocytaire (macrophages, neutrophiles, éosinophiles, cellules NK (natural killer)). L'immunité adaptative, qui met quelques jours pour être activée, est représentée par l'immunité humorale (lymphocytes B et anticorps) et l'immunité cellulaire (lymphocytes T). Elle nécessite la reconnaissance préalable d'un antigène. Ces deux systèmes fonctionnent en synergie et d'une manière coordonnée par l'intermédiaire de cytokines. La cellule Th (lymphocyte T-helper) joue un rôle central dans la coordination de la réponse immune. Selon l'agent infectieux impliqué (virus, bactérie, parasites, champignons), elle va sécréter des cytokines qui vont privilégier une réponse immune de type humoral, cellulaire ou innée qui est adaptée à la défense contre cet agent (figure 1).
Au cours d'un exercice physique, plusieurs composants du système immunitaire peuvent être affectés (figure 2). L'intensité de l'effort, la durée, la répétition de celui-ci dans le temps, la forme physique d'un sujet et le moment de l'analyse vont influencer la mesure de ces composants. Au cours d'un exercice intensif et de longue durée, il a été observé une augmentation, significative et proportionnelle à la durée de l'effort, de l'IL-6 et de cytokines anti-inflammatoires comme l'IL-10 et l'IL-1ra.29 Ces éléments et la mise en évidence récente d'une augmentation de l'IL-12 p40 agissant comme un antagoniste de l'IL-12 29 expliquent que l'équilibre cytokinique soit déplacé vers une réponse immune de type Th2 aux dépens d'une réponse Th1. Ce déséquilibre pourrait expliquer dans certains cas la susceptibilité augmentée aux infections virales des athlètes d'endurance qui se soumettent à des entraînements intensifs ou lors de compétitions, mais aussi la prévalence augmentée de maladies atopiques dans cette population (figure 3).1
La dépression de l'immunité cellulaire et de l'activité des cellules NK pourrait également expliquer l'aggravation du tableau clinique observé dans certaines infections virales (hépatites virales fulminantes, sévérité des paralysies en cas de poliomyélite, myocardite en cas d'infection des voies aériennes supérieures par coxsackies B3).30,31
Lors d'efforts modérés, réguliers, la balance des cytokines semble toutefois s'inverser avec une orientation plutôt vers une réponse Th1 qui pourrait être en relation avec une résistance augmentée aux infections et aux tumeurs.2 Ces observations restent cependant difficiles à prouver à large échelle. Dans la plupart des études, le collectif est petit, le type d'effort étudié est variable et les modifications observées à l'effort ne sont pas constantes. A cela s'ajoute la difficulté de mesurer certaines cytokines. Dans certains cas, des faits bien établis comme la corrélation entre le taux de diminution des IgA salivaires à l'effort et l'apparition d'infections des voies aériennes supérieures sont remis en question.32,33 Malgré ces inconsistances, les auteurs s'accordent à dire qu'on observe, en cas d'effort intensif ou prolongé, une dépression du système immunitaire surtout transitoire qui se traduit par une période de vulnérabilité aux infections qui peut durer de 3 à 72 heures après l'arrêt de l'exercice. Cette période, appelée «fenêtre ouverte», est propice au développement d'infections virales particulièrement des voies respiratoires.34
La susceptibilité aux infections des athlètes peut être amplifiée par le stress, une alimentation carencielle, et un manque de sommeil (figure 4). Tout comme l'exercice, ces facteurs sont également susceptibles d'interagir avec la fonction immune.
La privation de sommeil entraîne des altérations de l'immunité naturelle (activité et nombre des cellules NK) mais aussi des cellules T avec une diminution de la production d'IL-2, une cytokine jouant un rôle notamment dans l'activation des cellules NK.35
Le stress génère des hormones (adrénaline et corticostéroïdes) qui sont connues pour promouvoir une réponse Th2.36
Certains arguments viennent renforcer le rôle de l'alimentation dans le maintien d'une fonction immune intacte.37,38 Ainsi, des déficits en protéines se répercutent sur la différenciation et la capacité de prolifération des cellules T. La fonction phagocytaire et la production de complément et de cytokines sont également altérées. Les athlètes végétariens, ceux qui se soumettent à un régime sévère en vue d'une perte pondérale et ceux qui s'alimentent en favorisant les hydrates de carbone aux dépens des protéines, sont les plus à risque de développer une diminution de leurs mécanismes de défense.39 Des déficits vitaminiques (A, E, acide folique, B6, B12 et C) ou en minéraux (zinc, fer, Cu, Se, Mg) diminuent également la résistance aux infections.37-39 Les besoins en fer et zinc sont supérieurs chez les athlètes (pertes augmentées par la sueur et les urines), cependant un excès de ces minéraux peut également diminuer la fonction immune. Les résultats d'études sur des compléments de vitamines antioxydantes (E, C, A, b-carotène) pour la prévention des infections des voies aériennes sont controversés 39 et ils n'ont pas d'effet démontrable sur les paramètres inflammatoires. Les acides gras polyinsaturés (oméga-3, oméga-6) sont potentiellement bénéfiques dans certaines pathologies inflammatoires comme la polyarthrite rhumatoïde. Un régime privilégiant des suppléments de ces acides gras essentiels n'a toutefois pas montré d'effet sur l'augmentation des cytokines pro- ou anti-inflammatoires après l'exercice.40
Un régime pauvre en hydrates de carbone (41 L'effet immunosuppresseur sur la production d'anticorps, la prolifération lymphocytaire et l'activité cytotoxique des cellules NK est ainsi amplifié. La consommation d'hydrates de carbone pendant l'exercice diminue les pics plasmatiques de ces hormones de stress et minimise certaines perturbations immunologiques associées à un exercice intense et prolongé. Un bénéfice tel qu'une diminution d'infection des voies respiratoires n'est pas encore prouvé.39 La glutamine est l'acide aminé libre le plus abondant dans les muscles et dans le plasma. Son rôle est essentiel comme substrat pour la synthèse de nucléotides dans des cellules à renouvellement rapide comme les lymphocytes. Une chute plasmatique de la glutamine a été observée après des exercices prolongés, ce qui a conduit à l'hypothèse que la fonction immune pouvait être diminuée. Des suppléments alimentaires n'ont toutefois pas apporté des bénéfices sur la fonction des lymphocytes, des neutrophiles ou des cellules NK39. Une hydratation régulière pendant l'exercice permet de maintenir un flux salivaire et une sécrétion de protéines antimicrobiennes (lysozyme, a-amylase, IgA) mais elle prévient aussi la déshydratation qui est associée à une augmentation des hormones de stress.42
La reconnaissance d'un BIE est importante sur un plan thérapeutique. Un traitement de fond comportant notamment des corticostéroïdes pourra être nécessaire en cas d'asthme chronique alors qu'un traitement prophylactique de b2-agonistes avant l'effort sera le plus souvent suffisant pour un BIE. Cette distinction se fera sur la base d'une anamnèse recherchant des éléments en faveur d'une atopie, d'un examen clinique à la recherche d'un bronchospasme et d'examens de la fonction pulmonaire qui s'ils sont pathologiques au repos suggéreront un asthme chronique. Dans le sport d'élite, le BIE nécessitera la réalisation de tests d'effort afin de justifier l'utilisation préventive de bronchodilatateurs. Le port d'un b2-agoniste devra être systématique pendant l'effort chez toute personne connue pour un BIE, ceci afin de pouvoir traiter un bronchospasme apparaissant après un traitement préventif insuffisant.
La réalisation d'un test de réchauffement corporel permettra de distinguer les rares cas d'urticaire cholinergique se présentant comme une réaction anaphylactique induite par l'exercice. Si une prophylaxie médicamenteuse est utile pour l'urticaire cholinergique, elle ne prévient pas une réaction anaphylactique sévère. En raison de sa gravité potentielle, cette dernière nécessite une éducation du patient et de son entourage.
La susceptibilité aux infections respiratoires chez les athlètes reste difficile à comprendre dans les détails. De nombreux facteurs confondants peuvent être impliqués. La quantification de l'intensité de l'exercice est parfois difficile, l'objectivation du syndrome clinique peut également être équivoque si l'agent infectieux n'a pas été mis en évidence. Les auteurs sont cependant unanimes pour dire qu'une période d'immunodépression transitoire est observée après un exercice inhabituel, intense et de longue durée. Le risque infectieux augmente si l'athlète est sujet à des troubles du sommeil, s'il est sous stress ou a une alimentation inadéquate. A l'heure actuelle, il n'y a pas d'évidence suffisante pour démontrer qu'un régime particulier permet d'intervenir sur les modifications immunologiques liées à l'exercice et de prévenir des infections respiratoires. Les recommandations vont vers une nutrition équilibrée, un sommeil régulier et suffisant, l'éviction d'activités stressantes, d'un surentraînement, d'une perte pondérale trop rapide. En cas d'infection des voies aériennes avec des symptômes systémiques, il convient de modérer ou de stopper l'activité physique sur quelques jours pour ne pas aggraver le syndrome clinique. Enfin, l'utilisation de médicaments à but prophylactique doit être faite avec précaution et en parfaite connaissance de cause par le patient.