La maladie de la chaleur englobe un certain nombre de troubles allant de crampes musculaires avec épuisement par la chaleur à un coup de chaleur (qui peut être une urgence mettant en jeu le pronostic vital). Selon l'U.S. Centers for Disease Control and Prevention (CDC), 3066 décès liés à la chaleur sont survenus entre 2018 et 2020 (1). Le nombre devrait augmenter de manière significative au cours des décennies à venir car le changement climatique augmente la fréquence, l'intensité et la durée des vagues de chaleur (2).
Les patients victimes d'un épuisement dû à la chaleur sont toujours capables de dissiper la chaleur et leur système nerveux central fonctionne normalement. Dans le coup de chaleur, les mécanismes de compensation de la dissipation thermique ne fonctionnent pas et le fonctionnement du système nerveux central est altéré. Le coup de chaleur doit être évoqué dans tous les cas d'hyperthermie (température corporelle élevée) et d'altération de l'état mental. Les autres diagnostics possibles comprennent l'hyperthermie maligne, le syndrome malin des neuroleptiques, le syndrome sérotoninergique et la crise thyréotoxique, qui peuvent tous être mortels.
Références
1. QuickStats: Percentage Distribution of Heat-Related Deaths,* by Age Group - National Vital Statistics System, United States, 2018-2020. MMWR Morb Mortal Wkly Rep. 2022;71(24):808. Published 2022 Jun 17. doi:10.15585/mmwr.mm7124a6
2. Khatana SAM, Szeto JJ, Eberly LA, et al. Projections of Extreme Temperature-Related Deaths in the US. JAMA Netw Open. 2024;7(9):e2434942. Published 2024 Sep 3. doi:10.1001/jamanetworkopen.2024.34942
Physiopathologie des maladies dues à la chaleur
L'apport de chaleur provient de
Environnement
Métabolisme
Activité musculaire
La perte de chaleur se fait par la peau par les mécanismes suivants:
Rayonnement: transfert de la chaleur corporelle directement en environnement plus frais par rayonnement infrarouge, un processus qui ne nécessite pas de mouvement de l'air ou par contact direct
Évaporation: refroidissement par vaporisation de l'eau (p. ex., sueur)
Convection: transfert de chaleur vers un air (ou liquide) plus froid qui passe sur la peau exposée
Conduction: transfert de chaleur vers une surface plus froide qui est en contact direct
La contribution de chacun de ces mécanismes varie en fonction de la température et de l'humidité environnantes. Lorsque la température ambiante est inférieure à la température corporelle, les radiations fournissent 50 à 65% du refroidissement. L'évaporation, y compris par la respiration, permet normalement 15 à 25% du refroidissement, et la perte de chaleur par conduction et convection représente 15% supplémentaires (1).
Lorsque la température ambiante augmente, la perte de chaleur par évaporation représente une proportion plus élevée du refroidissement; quand la température ambiante est > 35° C, l'évaporation représente pratiquement toute la dissipation de la chaleur. Cependant, l'efficacité de la transpiration est limitée par la surface corporelle et l'humidité ambiante. Lorsque l'humidité est > 75%, la perte de chaleur par évaporation diminue nettement (2). Ainsi, si la température ambiante et l'humidité sont élevées, le risque de maladie de la chaleur augmente considérablement (3).
Le corps peut compenser les grandes variations de la charge thermique, mais une exposition prolongée ou excessive à la chaleur qui dépasse la capacité de dissipation thermique augmente la température centrale. Des élévations modérées et transitoires de la température centrale sont tolérables, mais des élévations sévères (généralement > 41° C) peuvent entraîner une dénaturation des protéines et la libération de cytokines inflammatoires. Par conséquent, un dysfonctionnement cellulaire peut se produire et une cascade inflammatoire peut être activée, conduisant à un dysfonctionnement multiorgane similaire à celui qui suit un choc prolongé.
Les mécanismes compensateurs comprennent une réponse de phase aiguë qui atténue la réponse inflammatoire (p. ex., en stimulant la production de protéines qui diminuent la production de radicaux libres et inhibent la libération d'enzymes protéolytiques). De plus, l'augmentation de la température interne déclenche la synthèse de protéines de choc thermique. Ces protéines entraînent une augmentation transitoire de la tolérance à la chaleur par des mécanismes mal définis (p. ex., en prévenant la dénaturation des protéines) et en régulant les réponses cardiovasculaires. En cas d'élévation prolongée ou extrême de la température, les mécanismes compensatoires sont dépassés, ce qui permet l'apparition d'une réponse inflammatoire et d'un syndrome de défaillance multiorgane.
La perte de chaleur est régulée par des modifications du flux sanguin cutané et de la production de sueur. Le flux sanguin cutané est de 200 à 250 mL/min à des températures normales, mais il passe à 7 à 8 L/min en cas de stress thermique (et facilite la perte de chaleur par des mécanismes convectifs, conductifs, radiatifs et d'évaporation), ce qui nécessite une importante augmentation du débit cardiaque. En outre, le stress thermique augmente la production de sueur de négligeable à > 2 L/heure, ce qui peut rapidement conduire à une déshydratation et à une perte d'électrolyte sévères. Cependant, une exposition prolongée provoque des changements physiologiques qui permettent de s'adapter à la charge de chaleur (acclimatation); p. ex., les taux de sodium dans la sueur diminuent jusqu'à 60% lors de l'acclimatation à la chaleur (4, 5).
Références pour la physiopathologie
1. Cappaert TA, Stone JA, Castellani JW, et al. National Athletic Trainers' Association position statement: environmental cold injuries. J Athl Train. 2008;43(6):640-658. doi:10.4085/1062-6050-43.6.640
2. Beigtan M, Gonçalves M, Weon BM. Heat Transfer by Sweat Droplet Evaporation [published correction appears in Environ Sci Technol. 2024 May 7;58(18):8114. doi: 10.1021/acs.est.4c03785.]. Environ Sci Technol. 2024;58(15):6532-6539. doi:10.1021/acs.est.4c00850
3. Casa DJ, DeMartini JK, Bergeron MF, et al. National Athletic Trainers' Association Position Statement: Exertional Heat Illnesses [published correction appears in J Athl Train. 2017 Apr;52(4):401. doi: 10.4085/1062-6050-52.4.07.]. J Athl Train. 2015;50(9):986-1000. doi:10.4085/1062-6050-50.9.07
4. Buono MJ, Kolding M, Leslie E, et al. Heat acclimation causes a linear decrease in sweat sodium ion concentration. J Therm Biol. 2018;71:237-240. doi:10.1016/j.jtherbio.2017.12.001
5. Klous L, De Ruiter C, Alkemade P, et al. Sweat rate and sweat composition during heat acclimation. J Therm Biol. 2020;93:102697. doi:10.1016/j.jtherbio.2020.102697
Étiologie des maladies dues à la chaleur
Les troubles thermiques sont provoqués par une combinaison d'une augmentation de l'apport de chaleur et d'une diminution de la production (voir tableau Facteurs habituels contribuant à la pathologie de la chaleur).
L'excès d'apport de chaleur (ou de production) résulte généralement d'un effort épuisant, de températures environnementales élevées, ou des deux. Des affections médicales et la prise de médicaments stimulants peuvent accroître la production de chaleur.
L'obésité, une humidité élevée, des températures ambiantes élevées, le port de vêtements lourds et tout ce qui gêne la sudation ou l'évaporation de la sueur peuvent altérer l'évacuation de la chaleur.
Les effets cliniques des troubles dus à la chaleur sont exacerbés par les éléments suivants:
Une incapacité à tolérer une augmentation des sollicitations cardiovasculaires (p. ex., dues au vieillissement, à une insuffisance cardiaque, à une maladie rénale chronique, à des troubles respiratoires, à une insuffisance hépatique, à une grossesse).
Une déshydratation
Un déséquilibre électrolytique
Utilisation de certaines substances et médicaments (voir tableau Facteurs habituels contribuant à la pathologie de la chaleur)
Les personnes âgées et les très jeunes enfants sont à risque augmenté. Les personnes âgées sont à haut risque parce qu'elles utilisent fréquemment des médicaments qui peuvent augmenter le risque, connaissent des incidences plus élevées de déshydratation et d'insuffisance cardiaque, et ont une perte des protéines de choc thermique liée à l'âge. Les enfants sont à haut risque en raison de leur ratio surface/masse corporelle plus élevé (qui permet l'absorption d'une chaleur plus importante de l'environnement en journée chaude), et des productions de sueur moindres. Les enfants sont plus lents à s'acclimater et ont moins de réponse soif. Les jeunes enfants et les personnes âgées peuvent rester relativement immobiles et ainsi éprouver des difficultés pour quitter un environnement chaud.
Les facteurs sociaux contribuent également de manière significative aux maladies liées à la chaleur. Par exemple, les personnes sans domicile fixe ou vivant dans certains complexes d'appartements n'ont pas accès à la climatisation. Les îlots de chaleur urbains, avec des surfaces absorbant la chaleur (comme les bâtiments sombres et l'asphalte) et une végétation minimale, peuvent augmenter drastiquement les températures. Ces îlots de chaleur sont souvent situés dans des zones à faible revenu et dans des communautés de couleur (1).
Facteurs habituels contribuant à la pathologie de la chaleur
Maladie | Exemples |
|---|---|
Déshydratation | |
Médicaments et substances | Alcool, diurétiques, lithium, antidépresseurs tricycliques, laxatifs |
Apports liquidiens insuffisants | — |
Gain ou production excessive de chaleur | |
Certains troubles | Infections Syndrome malin des neuroleptiques Convulsions |
Températures ambiantes élevées | Fréquence croissante des vagues de chaleur |
Médicaments et substances stimulants | Méthylène-dioxyméthamphétamine (MDMA ou ecstasy) Inhibiteurs de la monoamine-oxydase (IMAOs) Phencyclidine (PCP) |
Effort musculaire intense | L'effort Travail physique |
Sevrage de certains médicaments et substances | |
Refroidissement altéré | |
Vêtements lourds | Équipement de protection pour les travailleurs et les sportifs (p. ex., protections pour football) |
Températures ambiantes élevées | — |
Humidité élevée | — |
Obésité et/ou forme cardiovasculaire déficiente | — |
Âges extrêmes | — |
Médicaments altérant les mécanismes thermorégulateurs | Antipsychotiques, inhibiteurs sélectifs de la recapture de la sérotonine, inhibiteurs calciques |
Altération des capacités de transpiration* | |
Médicaments anticholinergiques | Antihistaminiques Médicaments antiparkinsoniens Atropine Phénothiazines Scopolamine |
— | |
Dermatoses | Cicatrices de brûlures, extensives Eczéma, extensif Éruption due à la chaleur Psoriasis, extensif Sclérodermie |
*Un trouble de la sudation est une des causes de réduction des capacités de refroidissement. Sorensen C, Hess J. Treatment and Prevention of Heat-Related Illness. N Engl J Med. 2022;387(15):1404-1413. doi:10.1056/NEJMcp2210623 | |
Référence pour l'étiologie
1. Hsu A, Sheriff G, Chakraborty T, et al. Disproportionate exposure to urban heat island intensity across major US cities [published correction appears in Nat Commun. 2021 Jun 28;12(1):4104. doi: 10.1038/s41467-021-23972-6.]. Nat Commun. 2021;12(1):2721. Published 2021 May 25. doi:10.1038/s41467-021-22799-5
Prévention des maladies dues à la chaleur
Les médecins doivent recommander les mesures suivantes pour éviter les maladies dues à la chaleur (1, 2, 3):
Maintenir une hydratation adéquate avant de commencer l'activité. Pendant l'activité, l'apport hydrique doit être guidé par la soif pour limiter la perte de poids corporel à < 2% du poids de base (1).
Si possible, porter des vêtements légers et amples.
Modifier l'environnement (p. ex., pauses de repos dans des zones ombragées) et retirer les vêtements pour optimiser l'échange thermique chaque fois que possible. L'évaporation peut être facilitée en évitant les vêtements isolants, constrictifs ou occlusifs ou en utilisant des ventilateurs.
Pendant les périodes de très forte chaleur, les personnes âgées et les enfants, en particulier, ne doivent pas rester dans des endroits non ventilés sans climatisation. Il ne faut pas non plus les laisser dans des voitures exposées au soleil.
La perte de poids après l'effort ou le travail intense peut être utilisée pour surveiller la déshydratation; lorsque la perte de poids est de 2 à 3% du poids corporel, il faut rappeler aux sujets de boire des quantités supplémentaires de liquides (voir aussi la discussion sur l'apport en sodium sous Hydratation et remplacement électrolytique) et leur poids doit se situer à 1 kg de leur poids de départ avant l'exposition du lendemain. Lorsque la perte de poids est > 4%, l'activité doit être limitée pendant 1 journée.
Hydratation et rééquilibrage électrolytique
Le maintien de taux de liquide et de sodium adéquats permet de prévenir les maladies dues à la chaleur. La soif est un mauvais indicateur de la déshydratation et de la nécessité de remplacement des liquides à l'effort, car la soif n'est pas stimulée tant que l'osmolalité plasmatique ne passe pas à 1 à 2% au-dessus de la normale. Ainsi, il faut boire régulièrement même en l'absence de soif. L'absorption d'eau maximale nette dans l'intestin étant d'environ 20 mL/min (1200 mL/h, inférieure au flux maximal de la transpiration qui est de 2000 mL/h), un effort prolongé qui provoque une perte de sueur très élevée exige des périodes de repos qui réduisent le fluxde transpiration et permettent un temps de réhydratation.
Le meilleur liquide d'hydratation à utiliser dépend de la perte attendue d'eau et d'électrolytes, qui dépend de la durée et de l'intensité de l'effort et de facteurs environnementaux et de l'acclimatation du sujet. Pour une absorption maximale de liquide, une boisson contenant des glucides peut être absorbée par le corps jusqu'à 30% plus rapidement que l'eau pure. Une boisson contenant une concentration de 6 ou 7% d'hydrates de carbone est absorbée le plus rapidement. Des concentrations plus élevées d'hydrates de carbone doivent être évitées car elles peuvent provoquer des crampes d'estomac et un retard d'absorption. Cependant, pour la plupart des situations et des activités, l'eau plate est adaptée à l'hydratation tant que l'hyperhydratation est évitée. Une hyponatrémie significative se produit chez les athlètes d'endurance qui boivent de l'eau libre, très souvent, avant, pendant et après l'effort sans remplacer les pertes de sodium. Les solutions spéciales d'hydratation (p. ex., boissons pour l'effort) sont inutiles, mais leurs arômes entraînent une augmentation de leur consommation et leur contenu limité en sel est profitable si les besoins en liquides sont élevés.
Les ouvriers, les soldats, les sportifs d'endurance ou les autres sujets qui transpirent abondamment peuvent perdre ≥ 20 g de sodium/jour, ce qui augmente la probabilité de crampes de chaleur; ces sujets ont besoin de remplacer la perte de sodium par des boissons et de la nourriture. Pour les athlètes participant à des épreuves d'endurance durant > 2 h, les boissons sportives contenant du sodium et du potassium sont recommandées. Dans des circonstances plus extrêmes telles qu'un effort prolongé chez des sujets non acclimatés, une solution salée par voie orale peut être utilisée. La concentration idéale est de 0,1% de NaCl, qui peut être préparée par dissolution d'un comprimé de sel de 1 g ou un quart de cuillère à café de sel de table dans un litre d'eau. Les sujets doivent boire cette solution dans des situations modérées à extrêmes. Les comprimés de sel non dissous ne doivent pas être ingérés. Ils irritent l'estomac, peuvent provoquer des vomissements et ne traitent pas la déshydratation sous-jacente (4, 5, 6).
Pièges à éviter
|
Acclimatation
Augmenter progressivement le niveau et la quantité de travail effectué à la chaleur permet finalement de s'acclimater et de travailler à des températures antérieurement intolérables ou qui présentent un risque vital. Pour un bénéfice maximal, l'acclimatation exige habituellement de passer de 7 à 14 jours dans un environnement chaud avec des augmentations progressives de l'intensité et de la durée (jusqu'à 1 à 2 heures) de l'activité physique (1, 4). L'acclimatation entraîne une nette augmentation de la quantité de sueur (et par conséquent augmente l'évacuation de la chaleur) produite pour un niveau donné d'effort et une diminution sensible de la teneur en électrolytes de la sueur et du risque de maladie due à la chaleur. Les sujets qui ne sont pas acclimatés sont plus susceptibles de souffrir de crampes de chaleur ou d'autres maladies dues à la chaleur pendant un effort prolongé et peuvent devoir augmenter leur apport en sodium.
Pièges à éviter
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Modération du niveau d'activité
Lorsque cela est possible, les sujets doivent ajuster leur niveau d'activité à l'environnement et à tout dispositif limitant la perte de chaleur (p. ex., vêtements de lutte contre les incendies ou de protection chimique) qui doit être porté. Les périodes de travail doivent raccourcir et les périodes de repos augmenter lorsque
La température augmente
L'humidité augmente
La charge de travail devient plus lourde
Le soleil devient plus fort
Absence de mouvement d'air
Des vêtements ou équipements de protection sont portés
Le meilleur indicateur de stress thermique environnemental est la température au thermomètre-globe mouillé, qui est largement utilisée par les militaires, l'industrie et le monde du sport. En plus de la température, la température au thermomètre-globe mouillé reflète les effets de l'humidité, du vent et du rayonnement solaire. La WBGT peut être utilisée comme guide pour l'activité recommandée (voir tableau Température au thermomètre-globe mouillé et niveaux d'activité recommandés). Des facteurs tels que les vêtements ou l'intensité de l'exercice doivent être considérés individuellement (2).
Bien que le WBGT soit complexe et puisse ne pas être disponible, il peut être estimé en se basant uniquement sur la température et l'humidité relative en conditions ensoleillées et lorsque le vent est léger (voir figure La température au thermomètre-globe mouillé est basée sur la température et l'humidité relative).
La température au thermomètre-globe mouillé est basée sur la température et l'humidité relative
Les valeurs sont obtenues par une formule approchée qui dépend de la température, de l'humidité et qui est valable en cas de plein soleil et de vent léger. Le stress thermique peut être surestimé dans d'autres pathologies. |
Température au thermomètre-globe mouillé et niveaux d'activité recommandés
Température (° C) | Recommandations |
|---|---|
≤ 15,6 | Aucune précaution |
> 15,6–21,1 | Pas de précaution si une hydratation adéquate est maintenue |
> 21,1–23,9 | Non acclimatés: éviter les randonnées, les sports et l'exposition au soleil Acclimatés: activité importante à modérée autorisée en prenant des précautions |
> 23,9–26,7 | Non acclimatés: arrêter ou restreindre l'exercice Acclimatés: exercice avec prudence; arrêts pour se reposer et boire de l'eau toutes les 20 à 30 min |
> 26,7–31,1 | Non acclimatés: éviter les activités Acclimatés: activité autorisée brève limitée, seulement si en bonne santé |
≥ 31,1 | Éviter l'exposition solaire et l'activité |
Références
1. Eifling KP, Gaudio FG, Dumke C, et al. Wilderness Medical Society Clinical Practice Guidelines for the Prevention and Treatment of Heat Illness: 2024 Update. Wilderness Environ Med. 2024;35(1_suppl):112S-127S. doi:10.1177/10806032241227924
2. Leon LR, Kenefick RW. Pathophysiology of Heat-Related Illnesses. (2016). In Auerbach PS (Ed.), Auerbach's Wilderness Medicine, 7th ed. Elsevier.
3. Bauman J, Spano S, Storkan M. Heat-Related Illnesses. Emerg Med Clin North Am. 2024;42(3):485-492. doi:10.1016/j.emc.2024.02.010
4. Casa DJ, DeMartini JK, Bergeron MF, et al. National Athletic Trainers' Association Position Statement: Exertional Heat Illnesses [published correction appears in J Athl Train. 2017 Apr;52(4):401. doi: 10.4085/1062-6050-52.4.07.]. J Athl Train. 2015;50(9):986-1000. doi:10.4085/1062-6050-50.9.07
5. Backer H, Shlim D. CDC Yellow Book: Extremes of Temperature. Accessed March 12, 2025.
6. American Dietetic Association; Dietitians of Canada; American College of Sports Medicine, Rodriguez NR, Di Marco NM, Langley S. American College of Sports Medicine position stand. Nutrition and athletic performance. Med Sci Sports Exerc. 2009;41(3):709-731. doi:10.1249/MSS.0b013e31890eb86
Points clés
Lorsque la température de l'environnement est de > 35° C, le refroidissement repose en grande partie sur l'évaporation, mais lorsque l'humidité est de > 75%, l'évaporation diminue de façon marquée; ainsi, lorsque température et humidité sont toutes deux élevées, le risque de maladie de chaleur est élevé.
Parmi les nombreux facteurs de risque de maladie de chaleur on trouve certains médicaments, substances et troubles (dont ceux qui perturbent l'équilibre électrolytique ou diminuent la réserve cardiovasculaire) et les âges extrêmes.
La prévention comprend des mesures de bon sens et le remplacement des liquides et du sodium.
L'acclimatation, qui nécessite un exercice quotidien pendant 7 à 14 jours, diminue le risque de troubles dus à la chaleur.
Les taux d'activité doivent être limités quand la température, l'humidité, la lumière du soleil et la quantité de vêtements ou d'accessoires augmente et lorsque les mouvements de l'air diminuent.
