Épidémiologie

Anatomie

La peau, le plus grand organe du corps, représente l’interface avec l’environnement externe et sert de couche de protection. Elle prévient l’invasion par des micro-organismes, maintient l’équilibre hydrique, et régule la température. La peau est composée de trois couches : l’épiderme, le derme et le tissu sous-cutané (figure 20-1). L’épiderme, qui est la couche la plus externe, est entièrement fait de cellules épithéliales et ne possède pas de vaisseau sanguin. Juste sous l’épiderme se trouve le derme. Le derme, ou couche profonde de la peau, est 20 à 30 fois plus épais que l’épiderme. Il est formé d’un assemblage de tissus conjonctifs contenant des vaisseaux sanguins, des produits sanguins, des terminaisons nerveuses, des glandes sébacées et des glandes sudoripares. La couche la plus interne, le tissu sous-cutané, est un mélange de tissus élastiques et fibreux ainsi que de tissus graisseux ; sous cette couche se trouvent les muscles squelettiques. La peau, les nerfs, les vaisseaux sanguins et d’autres structures anatomiques sous-jacentes ont un rôle majeur dans la régulation de la température corporelle.

Figure 20-1 La peau est composée de trois couches (épiderme, derme et tissu sous-cutané) et de muscles associés. Certaines couches contiennent des structures anatomiques, telles que des glandes, des follicules pileux, des vaisseaux sanguins et des nerfs. Toutes ces structures sont en relation en ce qui concerne le maintien, la perte ou le gain de température corporelle.

Physiologie

Thermorégulation et équilibre de la température

Les êtres humains sont considérés comme homéothermes, ou animaux à sang chaud. Une caractéristique clé des homéothermes est qu’ils sont capables de réguler leur propre température corporelle interne indépendamment des variations de température de l’environnement. Le corps est essentiellement divisé en une partie centrale interne plus chaude (incluant le cerveau, et les organes thoraciques et abdominaux), et la peau et les tissus sous-cutanés. La température centrale est régulée par un équilibre entre les mécanismes de production et de déperdition de chaleur. Les températures à la surface de la peau et l’épaisseur de l’enveloppe dépendent de la température environnementale ; cette enveloppe devient donc plus épaisse sous les températures froides et plus fine sous les températures chaudes, les deux phénomènes étant fondés respectivement sur la vasoconstriction et la vasodilatation. Cette enveloppe, ou isolation tissulaire, telle qu’elle est induite par la vasoconstriction, équivaut, en termes de protection externe, au port d’une veste technique légère qui isole 6 à 8 fois plus qu’un vêtement lourd.

La variation de production de chaleur métabolique est fondée sur le niveau d’activité. Indépendamment de la variation de la température externe, le corps fonctionne dans une étroite fenêtre de températures – il s’agit du métabolisme basal –, de 37 °C ± 0,6 °C. Des mécanismes de régulation dit homéostatiques, sous la dépendance de l’hypothalamus, localisé dans le cerveau, permettent le maintien de la température corporelle normale. L’hypothalamus est le centre thermorégulateur et fonctionne en qualité de thermostat du corps pour contrôler la régulation hormonale et neurologique de la température corporelle. Ainsi que cela a été décrit dans les chapitres précédents, un traumatisme cérébral peut perturber l’hypothalamus, ce qui peut entraîner un déséquilibre dans la régulation de la température corporelle.

Les êtres humains ont deux systèmes de régulation de température corporelle : la régulation comportementale et la thermorégulation physiologique. La régulation comportementale est gérée par la sensation thermique de l’individu et le confort. Elle se distingue par l’effort conscient pour réduire l’inconfort thermique (par exemple porter des vêtements supplémentaires, rechercher un refuge dans des environnements froids). Dans la thermorégulation comportementale, le processus d’intégration de la transmission sensorielle d’informations thermiques vers le cerveau n’est pas bien compris, mais la transmission de la sensation thermique et de confort répond plus rapidement que les réponses physiologiques aux changements de température de l’environnement [14].

Production de chaleur et équilibre thermique

La production de chaleur corporelle est essentiellement un sous-produit du métabolisme, principalement par les grands organes centraux et la contraction musculosquelettique. La chaleur générée est transférée à travers le corps par la circulation sanguine. Le transfert et la déperdition de chaleur par le système cardiopulmonaire sont importants lors de l’évaluation et de la prise en charge des maladies liées à la chaleur, ce qui sera vu plus loin. Les frissons majorent le métabolisme par augmentation de la tension musculaire, ce qui aboutit à des phases successives de contraction et de relâchement musculaires. Il existe des différences individuelles, mais les frissons commencent généralement quand la température centrale chute entre 34,4 et 36 °C, et continuent jusqu’à ce que la température centrale atteigne 31 °C [15]. Lorsque les frissons sont à leur maximum, la production de chaleur est multipliée par cinq ou six par rapport à l’état de repos [15,16].

Les systèmes de thermorégulation physiologiques qui contrôlent la production et la déperdition de chaleur sont bien documentés [14,16,17]. Deux principes de thermorégulation permettent de comprendre le mécanisme de régulation de la température centrale : le gradient thermique et l’équilibre thermique. Le gradient thermique est la différence de température (élevée versus basse) entre deux objets. L’équilibre thermique est le transfert de chaleur d’un objet plus chaud vers un objet plus froid dans le but de créer un équilibre thermique entre les deux.

Quand la température corporelle s’élève, la réponse physiologique normale est d’augmenter le débit sanguin cutané et de débuter la transpiration. La majeure partie de la chaleur corporelle est transférée vers l’environnement au niveau de la surface cutanée par conduction, convection, radiation et évaporation, comme défini plus loin. Étant donné que la chaleur est transférée de la température la plus chaude vers la température la plus froide, le corps humain peut acquérir la chaleur par radiation et conduction lorsqu’il fait chaud. Les méthodes permettant de maintenir et de perdre la chaleur corporelle sont des concepts importants pour les intervenants préhospitaliers. Ils doivent comprendre comment la chaleur ainsi que le froid sont transférés vers et par le corps afin de prendre en charge efficacement un patient en hyperthermie ou en hypothermie (figure 20-2).

La radiation (ou rayonnement) est une déperdition ou un gain de chaleur sous forme d’énergie électromagnétique ; c’est le transfert de l’énergie d’un objet chaud vers un objet plus froid. Ce phénomène ne nécessite pas la présence de surface intermédiaire comme l’air ou l’eau. Le Soleil réchauffe la Terre à travers l’espace grâce à cette méthode de transfert d’énergie. Un patient présentant une maladie liée à la chaleur peut acquérir un surcroît de chaleur corporelle supplémentaire par le sol chaud ou directement par le Soleil. Ces sources de chaleur vont augmenter la température corporelle et entraver les interventions visant à rafraîchir le patient jusqu’à ce que l’intervenant préhospitalier ait éliminé ces sources de chaleur radiante lors de sa prise en charge et de son traitement.

La conduction est le transfert de chaleur entre deux objets qui sont en contact direct ; c’est le cas avec un patient qui est couché sur une pelouse gelée après une chute. Un patient perd généralement plus vite de la chaleur lorsqu’il est allongé sur un sol froid que par l’exposition à l’air froid. C’est pourquoi l’intervenant préhospitalier doit retirer le patient du sol froid plutôt que de se contenter de le couvrir avec une couverture.

La convection est le transfert de chaleur à partir d’un objet solide vers un intermédiaire qui traverse cet objet. L’air ambiant ou l’eau sont généralement les deux intermédiaires considérés dans la perte de chaleur par convection, parce qu’ils sont en contact avec le corps humain. Le mouvement de l’air froid ou de l’eau contre la peau plus chaude permet l’élimination continue de la chaleur de la peau. Par ailleurs, un patient perdra sa chaleur corporelle 25 fois plus rapidement dans l’eau que dans l’air à même température ; il est donc important de garder le patient au sec et de retirer les vêtements humides en cas de températures froides. Une combinaison de plongée aide à diminuer la perte de chaleur corporelle par convection pendant une plongée dans une eau plus froide que le corps. En réalité, lorsque les intervenants préhospitaliers prennent en charge un malade souffrant d’une pathologie liée à la chaleur, ils emploient le principe de perte de chaleur par convection en humidifiant et en ventilant afin de dissiper la chaleur corporelle rapidement.

L’évaporation de la sueur, passant d’une phase liquide à une phase gazeuse, est une méthode extrêmement efficace de perte de chaleur, le tout dépendant de l’humidité relative de l’air. Le niveau basal de perte d’eau et de la chaleur qui l’accompagne via l’air expiré, la peau et les muqueuses est appelé pertes insensibles et est dû au phénomène d’évaporation. Ces pertes insensibles représentent normalement environ 10 % de la production basale de chaleur, mais lorsque la température du corps augmente, ce phénomène devient plus actif, et de la sueur est produite. La perte de chaleur par évaporation augmente dans des conditions fraîches, sèches et venteuses. Quand elles sont combinées, la convection et l’évaporation sont plus importantes que d’autres méthodes de transfert de chaleur, parce qu’elles sont régulées par le corps humain pour contrôler sa température centrale [5].

Figure 20-2 Comment le corps humain échange l’énergie thermique avec l’environnement.

L’augmentation (hyperthermie) et la diminution (hypothermie) de la température corporelle au-delà des limites de l’état basal (37 ° C ± 0,6 °C) peuvent résulter de différentes causes internes et externes, et le retour à une température normale peut se faire sans complications [17]. L’hyperthermie survient principalement de trois façons : 1) en tant que réponse normale à un exercice soutenu, au cours duquel la chaleur produite élève la température centrale et est le facteur déclenchant de réponses d’évacuation de la chaleur (par exemple transpiration, augmentation du débit sanguin cutané) ; 2) lorsque la somme de production interne de chaleur et d’acquisition de la chaleur de l’environnement est supérieure à la capacité d’évacuation de la chaleur par le corps ; et 3) par une fièvre. À la différence des deux premiers éléments, la fièvre survient habituellement en réponse à une inflammation suite à une modification du seuil de thermorégulation normal, et l’organisme réagit par une augmentation de la température corporelle (38–41 °C). La production de chaleur augmente uniquement de manière temporaire pour atteindre un nouvel équilibre en essayant de rendre l’environnement moins hospitalier pour l’infection [17].

Homéostasie

L’ensemble de ces structures anatomiques et de ces systèmes physiologiques interagissent de façon à ce que le corps fonctionne correctement lorsqu’il est exposé à des changements de température. Le corps se trouve dans un constant état de feedback (rétrocontrôle) neurologique entre les régions périphériques et internes et le centre de thermorégulation et d’autres régions du cerveau, le tout pour maintenir un état interne constant et stable, ou homéostasie, dans le corps. Cependant, parfois, ce phénomène ne se produit pas. Par exemple, lorsqu’un déséquilibre survient dans l’adaptation cardiovasculaire et thermorégulatoire pour éliminer un excès de chaleur corporelle, une perte excessive de liquide peut survenir par la transpiration, ce qui provoque une déshydratation aiguë et peut aboutir à des signes et des symptômes de maladie liée à la chaleur.

Facteurs de risque dans les maladies liées à la chaleur

Beaucoup d’études sur les êtres humains ont démontré de grandes différences individuelles de tolérance à des environnements chauds [18]. Ces différences peuvent être expliquées partiellement par des caractéristiques physiques et des pathologies médicales qui sont associées à l’augmentation du risque de maladie liée à la chaleur (encadré 20-1). Il est important de comprendre que toute situation dans laquelle la production de chaleur excède la capacité du corps de la dissiper peut mener à une lésion thermique. Les facteurs de risque clés qui contribuent à l’instauration d’une pathologie thermique sont la consommation d’alcool, les médicaments, la déshydratation, l’indice de masse corporelle élevé, l’obésité, les régimes alimentaires inadéquats, l’habillement inadapté, le manque d’exercice, le manque de sommeil, les âges extrêmes, les maladies cardiovasculaires, les blessures cutanées, les antécédents de pathologies thermiques, la drépanocytose, le coup de soleil, les viroses, et l’exercice physique pendant les heures les plus chaudes de la journée [19,29]. Les conditions transitoires comprennent celles qui affectent des voyageurs qui viennent de régions au climat plus froid et qui ne sont pas adaptés à la chaleur à leur arrivée. D’autres facteurs transitoires font courir le risque d’atteinte liée à la chaleur comme les maladies courantes, dont les rhumes et les autres pathologies qui entraînent de la fièvre, les vomissements, les diarrhées, s’accompagnant de troubles alimentaires et de déshydratation [20,21].

Les facteurs dits chroniques exposant les individus à un risque élevé d’atteinte liée à la chaleur sont la forme physique, la morphologie, l’âge, les pathologies médicales et les traitements médicamenteux.

Déshydratation

L’eau est le composant le plus important du corps humain, représentant 45 à 70 % du poids corporel ; par exemple, un homme de 75 kg est constitué d’approximativement 45 litres d’eau, ce qui représente 60 % du poids corporel. Des modifications excessives dans l’équilibre hydrique corporel normal (euhydratation), résultant soit d’une surconsommation d’eau (hyperhydratation ; voir paragraphe sur l’hyponatrémie), soit d’une perte liquidienne (causant une déshydratation aiguë), modifient l’homéostasie, produisant des signes et des symptômes spécifiques. La déshydratation aiguë peut être une conséquence grave d’une exposition à la chaleur ou au froid ; elle est également décrite comme un dangereux effet secondaire des diarrhées, des vomissements et de la fièvre.

La déshydratation est une découverte commune dans beaucoup de cas de pathologies liées à la chaleur survenant sur une période de plusieurs jours, comme chez les personnes âgées, ou pendant une activité physique, comme lors de sueurs profuses chez les sportifs. En général, ces personnes ne s’hydratent pas ou peu durant les activités quotidiennes, et ne remplacent pas les liquides corporels éliminés. Les enfants et les personnes âgées de plus de 60 ans sont particulièrement susceptibles de se déshydrater. L’eau corporelle est quotidiennement perdue par la transpiration, les larmes, l’urine et les selles. Les boissons et l’eau comprise dans l’alimentation remplacent normalement l’eau corporelle perdue. En cas de maladie fébrile, de diarrhées ou de vomissements, ou en cas d’exposition à la chaleur, la déshydratation survient. Les médicaments entraînant une déplétion en liquides corporels et en électrolytes tels que les diurétiques peuvent parfois provoquer une déshydratation.

Pendant l’exposition à la chaleur, l’eau est principalement perdue par la transpiration. L’individu peut perdre par la transpiration 0,8 à 1,4 litre/heure et il a été décrit que certains sportifs de haut niveau qui sont acclimatés à la chaleur peuvent perdre jusqu’à 3,7 litre/heure pendant une compétition par temps chaud [22]. Pour empêcher la survenue d’une pathologie liée à la chaleur, il convient de maintenir un équilibre hydrique corporel et de minimiser la déshydratation pendant les activités quotidiennes, particulièrement durant toute activité physique avec expositions à des chaleurs modérées ou intenses. Les individus ne ressentent normalement pas la soif jusqu’à une perte correspondant approximativement à 2 % du poids corporel par de la transpiration [23]. Ainsi, la soif est un mauvais indicateur des besoins hydriques corporels durant le repos ou l’activité physique.

Avec un niveau modéré ou élevé de déshydratation aiguë (2 à 6 % du poids corporel), l’individu ressent de la fatigue, des céphalées, une tolérance à la chaleur diminuée, une détérioration cognitive ainsi qu’une réduction de la force physique et des capacités physiques aérobies [24,25]. Les individus ne boivent habituellement pas assez et restent déshydratés à raison d’approximativement 1 à 2 % du poids corporel en l’absence de toute forme de recommandations concernant l’hydratation (voir « Prévention des pathologies liées à la chaleur » plus loin dans ce chapitre) qui indiquent la quantité de liquides à absorber par heure en cas d’exposition à une chaleur modérée ou importante. La sous-consommation de liquides pour restaurer un équilibre hydrique normal est connue sous le nom de déshydratation « volontaire » [21].

Lorsque les individus sont encouragés à boire fréquemment durant une exposition à la chaleur, la vitesse de remplacement per os est limitée par la vitesse de vidange gastrique et la vitesse d’absorption des liquides par l’intestin grêle [26]. Les liquides sont évacués de l’estomac vers l’intestin grêle, où se réalise l’absorption dans le sang, à un débit maximal de 1 à 1,2 litre/heure [26]. De plus, la vitesse de vidange gastrique diminue approximativement de 20 à 25 % lorsqu’une perte de poids induite par la transpiration entraîne une déshydratation de 5 % du poids corporel total (par exemple : 5 % d’un homme de 90 kg = 4,5 kg de perte de poids) [27]. Le message important est donc que, lorsque la déshydratation survient, il devient plus difficile de réhydrater le patient par voie orale de manière adéquate. De plus, l’administration rapide de liquides par voie orale peut entraîner nausées et vomissements, et donc exacerber la déshydratation. Pour minimiser le degré de déshydratation pendant une exposition à la chaleur, il convient de commencer à boire avant cette dernière et de maintenir des apports hydriques fréquents pendant et après l’exposition à la chaleur. Le but de la réhydratation orale pendant l’exercice physique est d’éviter une déshydratation excessive (> 2 % de perte de poids corporel) et des modifications excessives des taux sériques d’électrolytes (par exemple le sodium, le potassium et le chlore) [29].

Les signes et les symptômes de déshydratation les plus fréquents chez les nourrissons, les enfants et les adultes – bien que chaque individu puisse présenter ces symptômes différemment – sont les suivants :

Troubles liés à la chaleur

Les troubles liés à la chaleur peuvent être mineurs ou sévères [9,29,30]. Il est important de noter que les intervenants préhospitaliers peuvent ou non voir une progression des signes et symptômes, qui débutent par des syndromes mineurs (par exemple crampes à la chaleur), puis évoluent vers des pathologies liées à la chaleur (par exemple coup de chaleur classique). Dans la majorité des expositions à la chaleur, le patient est capable d’évacuer la chaleur corporelle de manière adéquate et de maintenir une température centrale dans une fourchette normale. Toutefois, lorsque des affections relatives à la chaleur sont évoquées lors d’un appel d’urgence, les symptômes mineurs liés à la chaleur peuvent apparaître évidents aux sauveteurs pendant l’évaluation, accompagnés des signes et symptômes d’une pathologie grave liée à la chaleur (tableau 20-1).

Pathologies mineures liées à la chaleur

Les pathologies mineures liées à la chaleur incluent l’urticaire à chaleur, l’œdème de chaleur, la tétanie de chaleur, les crampes musculaires (à la chaleur) et la syncope de chaleur.

Urticaire à la chaleur

L’urticaire à la chaleur, aussi connue sous le nom de « chaleur prurigineuse » et de miliaire rouge, est une urticaire rouge, prurigineuse et papulaire, observée normalement sur la peau au niveau des zones où les vêtements sont serrés et où la transpiration est abondante. Cette affection est provoquée par l’inflammation des glandes sudoripares qui bloquent les canaux sudoripares. En conséquence, les zones affectées ne peuvent pas transpirer, augmentant le risque de pathologie liée à la chaleur en fonction de la surface cutanée concernée.

Prise en charge

Le traitement consiste à rafraîchir et sécher la zone affectée, et à prévenir les affections surajoutées qui provoqueraient la transpiration dans ces zones.

Œdème à la chaleur

L’œdème à la chaleur est un œdème léger des mains, des pieds et des chevilles observé durant les premières étapes de l’acclimatation à la chaleur, alors que le volume de plasma se développe pour compenser les besoins accrus en flux sanguin pour la thermorégulation. Cette forme d’œdème ne traduit pas un apport hydrique excessif ou une maladie cardiaque, rénale ou hépatique. En l’absence d’autres maladies, cette affection n’a pas de signification clinique et disparaît spontanément. L’œdème de chaleur est plus souvent observé chez les femmes.

Prise en charge

Le traitement consiste à ôter les vêtements trop serrés et à surélever les jambes. Les diurétiques ne sont pas indiqués et peuvent augmenter le risque de pathologie liée à la chaleur.

Tétanie à la chaleur

La tétanie à la chaleur est une affection rare, spontanément résolutive, qui peut survenir chez des patients exposés de manière aiguë à des conditions de chaleur brèves et intenses. On considère que l’hyperventilation qui en résulte en est la principale cause. Une alcalose respiratoire, des paresthésies, des spasmes des doigts et des orteils, ainsi qu’une tétanie peuvent se développer.

Prise en charge

Le traitement consiste au retrait de la source de chaleur et au contrôle de l’hyperventilation. La déshydratation n’est pas un événement courant avec ces expositions brèves à la chaleur. La tétanie à la chaleur peut être observée en association avec les signes et symptômes de l’épuisement à la chaleur et du coup de chaleur.

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