Africa-Press – Côte d’Ivoire. Souvent éclipsés par l’exploit des alpinistes qu’ils accompagnent sur les toits du monde, les Sherpas, un peuple himalayen du Népal, sont réputés pour leur expertise en montagne, leur endurance exceptionnelle en haute altitude et leur rôle clé dans l’accompagnement des expéditions d’alpinisme. Ce qui les distingue encore davantage, c’est leur incroyable capacité à s’adapter aux conditions extrêmes, là où la plupart des humains nécessiteraient un apport en oxygène supplémentaire pour survivre.
À mesure que l’on grimpe en altitude, l’air se raréfie et l’oxygène devient de moins en moins accessible: un phénomène connu sous le nom d’hypoxie. On savait déjà que le métabolisme des Sherpas était exceptionnel, leurs poumons jouant un rôle crucial dans leur capacité d’adaptation en haute altitude. Mais une récente découverte met en avant un autre acteur clé: les reins. C’est ce que met en évidence une étude publiée dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences, et réalisée par l’équipe de Trevor Day, physiologiste à l’Université Mount Royal (Canada).
S’adapter à l’altitude: l’importance de l’équilibre chimique du sang
Vivre en haute altitude met le corps à rude épreuve, en particulier en ce qui concerne l’équilibre chimique du sang. Ce défi explique pourquoi les alpinistes adoptent une progression par paliers, avec des allers-retours entre les camps de base, afin de permettre au corps de s’acclimater graduellement.
Pour compenser le manque d’oxygène à haute altitude, le corps active plusieurs mécanismes physiologiques, notamment l’hyperventilation. En augmentant la fréquence respiratoire, le corps capte davantage d’oxygène dans les poumons. Cependant, ce processus réduit également la quantité de dioxyde de carbone (CO2) dans le sang, entraînant une condition appelée hypocapnie. « Cette réduction du CO2 représente un déséquilibre acido-basique appelé alcalose respiratoire. Les reins y remédient en éliminant dans l’urine une substance chimique, le bicarbonate, ce qui ramène le pH sanguin à des valeurs normales », explique Trevor Day.
Dans cette étude réalisée au cœur de l’Himalaya, ce scientifique et son équipe ont comparé l’adaptation à l’altitude de 15 habitants des montagnes tibétaines (les Sherpas) avec celle de 14 habitants des plaines, en mesurant leur acclimatation à l’oxygène et à l’équilibre acido-basique (lire l’encadré ci-dessous) pendant une ascension progressive de 1400 mètres à 4300 mètres. « À notre connaissance, aucune étude n’avait jusque-là évalué des participants non acclimatés au cours de leur ascension et de leur acclimatation selon le même type d’ascension et la même durée », précise Trevor Day.
L’équilibre acido-basique désigne l’équilibre entre l’acidité et l’alcalinité dans le corps, en particulier dans les liquides comme le sang. Cet équilibre est crucial pour le bon fonctionnement de l’organisme, car un déséquilibre peut perturber les processus physiologiques essentiels. Cet équilibre dépend de la quantité d’ions hydrogène (H+) présents. Il est mesuré par le pH, une échelle qui va de 0 à 14. Si la ventilation avait déjà été mise en lumière chez les Sherpas, cette nouvelle étude met en lumière le rôle des reins dans l’équilibre acido-basique.
Un métabolisme exceptionnel chez les Sherpas
Au bout de 9 jours à 4300 mètres d’altitude, les chercheurs ont constaté que les Sherpas avaient un pH plus élevé et des niveaux de gaz sanguins (CO2 et bicarbonate) plus faibles comparé à un séjour à une altitude de 1400 mètres, suggérant une tentative de compensation de l’acidité par leur corps, partiellement effectuée par leurs reins. En revanche, les habitants des plaines ont montré des niveaux de CO2 et de bicarbonate encore plus bas, mais leur pH est resté stable. Ces résultats indiquent que les réponses physiologiques à l’altitude varient entre les deux groupes, mettant en lumière l’importance cruciale des reins dans ce processus d’adaptation (les reins servant notamment à maintenir le pH du sang).
Ainsi, les Sherpas s’adaptent physiologiquement plus rapidement et de manière plus efficace que les habitants des plaines lorsqu’ils montent en haute altitude. À 4300 mètres, leur corps produit plus de globules rouges pour transporter l’oxygène et il parvient à rééquilibrer complètement le pH du sang, alors que les habitants des plaines peinent à compenser le déséquilibre acido-basique.
Des distinctions au sein même des populations de haute altitude ?
« Cette étude donne un aperçu de l’interaction entre l’ascendance (lignée génétique d’un individu remontant à ses ancêtres, ndlr) et les mécanismes physiologiques contribuant à l’acclimatation à la haute altitude, ce qui peut indiquer une pression sélective (favorisant les traits avantageux et éliminant les moins adaptés au fil des générations, ndlr) liée à la fonction rénale sur les populations ancestrales des montagnards tibétains », détaille Trevor Day dans un communiqué.
« Le rôle des reins dans l’acclimatation pourrait mettre en évidence des distinctions au sein même des populations de haute altitude, comme celles des Andes que nous étudions dans le cadre du programme Expedition 5300 », ajoute Samuel Vergès, physiologiste spécialiste de l’activité physique et de l’hypoxie à l’Inserm, et n’ayant pas pris part à ces travaux. L’Expédition 5300, qu’il dirige, a pour objectif d’étudier de manière approfondie le corps humain en altitude extrême, en réalisant des analyses génétiques et biologiques sur les habitants de la Rinconada (Pérou), ville la plus haute du monde perchée à 5300 mètres d’altitude.
« Une autre application potentielle de ces travaux est qu’ils pourraient aider les médecins à comprendre et à traiter les troubles cliniques acido-basiques du sang, comme ceux associés à l’insuffisance cardiaque ou encore à l’apnée du sommeil. Nous menons actuellement une autre étude visant à déterminer s’il existe des différences entre hommes et femmes dans le processus d’acclimatation lors d’une ascension rapide à 3500 mètres d’altitude en Bolivie », conclut Trevor Day.
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