Altitude et HRV : ce qui change et ce qu’elle ne peut pas prédire

Que devient la HRV en altitude ?

En haute altitude, chaque respiration apporte moins d’oxygène. La variabilité de la fréquence cardiaque (HRV, ou VFC) est la variation, d’un battement à l’autre, de l’intervalle entre deux battements cardiaques, et dans les premiers jours en altitude elle baisse généralement. Les données les plus solides viennent d’une méta-analyse de 15 études portant sur 698 participants : des adultes en bonne santé montés à 2 500 m ou plus et mesurés au cours de leurs sept premiers jours sur place [S1]. Par rapport au niveau de la mer, le SDNN, le RMSSD, la puissance haute fréquence et d’autres mesures de la HRV étaient tous plus bas [S1].

Les auteurs interprètent ce profil comme un retrait vagal avec une prédominance sympathique relative [S1]. La formulation compte. Le tonus vagal ne peut pas être mesuré directement ; les mesures de la HRV comme la RMSSD reflètent les variations de la fréquence cardiaque d’origine vagale, il s’agit donc d’une lecture de la HRV mesurée, pas d’une mesure directe de l’activité nerveuse. Une partie de cette lecture repose sur une hausse du rapport entre puissance basse et haute fréquence (LF/HF). Le rapport LF/HF est une mesure contestée de l’équilibre entre systèmes sympathique et parasympathique. Dans leur propre discussion, les auteurs ajoutent que ce rapport reflète surtout la façon dont la puissance spectrale restante, plus faible, se redistribue, plutôt qu’une mesure directe du tonus sympathique [S1]. Pourquoi ce rapport est débattu est expliqué dans le système nerveux autonome.

Une partie de la baisse peut être mécanique. Le manque d’oxygène accélère la respiration, et les auteurs relient une partie de la baisse de la puissance haute fréquence à cette respiration plus rapide [S1]. Le changement reflète donc votre façon de respirer autant que la régulation du cœur.

Être en forme n’a pas empêché la baisse : la HRV a baissé chez les personnes entraînées comme chez les autres adultes en bonne santé [S1]. Les études regroupées ont des limites nettes. L’altitude la plus élevée parmi elles était de 4 000 m, les enregistrements étaient des ECG cliniques courts et non des wearables, la plupart des participants étaient des hommes jeunes, et les auteurs signalent des données limitées pour les femmes, les personnes âgées et les personnes moins en forme [S1].

La baisse est-elle plus forte plus haut ?

Seulement pour certaines mesures. La méta-analyse a séparé les études à environ 3 500 m [S1]. Dans le groupe le plus haut, le SDNN, une mesure de la variabilité globale, a baissé davantage [S1]. Le RMSSD et la puissance haute fréquence, les mesures les plus étroitement liées aux variations rythmées par la respiration et médiées par le nerf vague, n’ont pas différé significativement entre les études à plus basse et à plus haute altitude [S1]. Les auteurs interprètent cette partie de la réponse comme précoce et vite stabilisée [S1]. Comme il s’agit d’une comparaison entre études différentes et non des mêmes personnes à différentes altitudes, cela ne montre pas que le RMSSD cesse de baisser plus haut ; cela montre seulement l’absence de différence significative entre les deux groupes d’études. Le RMSSD lui-même est expliqué dans RMSSD.

La HRV peut-elle prédire le mal des montagnes ?

Le mal aigu des montagnes (MAM) est la forme courante du mal des montagnes. La capacité de la HRV à le prédire est débattue : les auteurs de la revue notent eux-mêmes que les résultats des études individuelles ont été incohérents [S2]. Les deux points de vue sont présentés ci-dessous ; les preuves ne permettent de trancher ni dans un sens ni dans l’autre.

Une méta-analyse qui a trouvé des associations modestes. La seule méta-analyse sur la question a inclus 7 études portant sur 329 participants, à des altitudes comprises entre 2 400 et 5 085 m, en montagne réelle et en chambre d’altitude [S2]. Les personnes qui ont ensuite développé un MAM avaient un pNN50 plus élevé, la part des intervalles successifs entre battements qui diffèrent de plus de 50 ms, avant l’ascension (différence moyenne standardisée 0,40, IC à 95 % 0,11 à 0,69) [S2]. C’est une valeur liée au nerf vague plus élevée, et non plus basse. Les personnes atteintes de MAM présentaient un SDNN plus bas après l’ascension (différence moyenne standardisée −0,41, IC à 95 % −0,69 à −0,13) [S2]. Chaque association ne repose que sur une partie de la revue : la première sur deux études portant sur 192 participants, tous des hommes, la seconde sur trois études portant sur 204 participants. Les puissances basse et haute fréquence n’ont montré aucune différence significative [S2]. Les auteurs concluent que d’autres recherches sont nécessaires pour établir des recommandations cliniques définitives [S2].

Une étude de terrain qui a trouvé un signal à une altitude. Dans une étude portant sur 36 alpinistes en bonne santé vivant en plaine (34 hommes et 2 femmes), mesurés chaque matin lors d’expéditions en haute montagne pendant leur montée depuis 2 400 m, le RMSSD et la puissance haute fréquence, issus d’un court enregistrement par ceinture thoracique en position allongée, étaient inférieurs de 17 à 51 % à 2 400 m chez les alpinistes qui ont ensuite développé un mal aigu des montagnes entre 3 000 et 4 300 m par rapport aux autres [S3]. Les alpinistes ont été répartis après coup en trois groupes de 12 alpinistes : ceux qui ont développé un mal aigu des montagnes entre 3 000 et 4 300 m, ceux qui ne l’ont développé qu’à 5 000 m ou plus, et ceux qui ne l’ont jamais eu [S3]. Dans cette étude, un RMSSD de 30 ms ou moins et, séparément, une saturation en oxygène de 91 % ou moins mesurée juste après l’effort, tous deux à 2 400 m, ont chacun repéré 92 % des alpinistes qui ont développé un mal aigu des montagnes entre 3 000 et 4 300 m [S3]. Aucune règle combinée n’a été testée. Les mêmes seuils signalaient aussi de nombreux alpinistes restés en bonne santé, avec une spécificité de 58 % pour le seuil de RMSSD et de 40 % pour le seuil de saturation en oxygène [S3]. Le signal précoce manquait aussi la maladie plus tardive : le RMSSD moyen à la première altitude de mesure était de 21 ms chez les alpinistes atteints de mal aigu des montagnes entre 3 000 et 4 300 m, 43 ms chez ceux qui n’en ont jamais souffert et 48 ms chez ceux qui n’en ont souffert qu’à 5 000 m ou plus [S3]. Les seuils ont été fixés dans le même petit échantillon et jamais testés chez de nouvelles personnes, les ascensions étaient plus rapides que ce qui est généralement recommandé, et les auteurs qualifient de plutôt faibles les corrélations entre la HRV et le MAM [S3]. Il s’agit d’une seule étude, qui fait aussi partie de la méta-analyse ci-dessus [S2] : les deux ne sont donc pas des confirmations indépendantes.

Une étude qui n’a trouvé aucune prédiction. Dans une étude portant sur 16 militaires britanniques en bonne santé dont les battements cardiaques ont été enregistrés par un patch thoracique pendant huit nuits consécutives, à partir de 800 m et en dormant jusqu’à 3 600 m, un MAM est survenu chez 7 des 16 participants (43,8 %) et était très léger dans 85,7 % des cas [S4]. Les auteurs rapportent : « La HRV n’a pas permis de prédire le MAM. » [S4] Avec peu de cas, pour la plupart très légers, cette étude unique avait peu de marge pour détecter une prédiction, et les auteurs ne peuvent pas être certains que le résultat tienne à plus haute altitude ou avec une maladie plus sévère [S4]. L’entreprise qui fabriquait le patch a fourni et payé les patchs, et deux des auteurs travaillaient pour elle.

Où en est la question. Les études vont dans des directions différentes, et aucune n’a testé si une mesure peut avertir une personne. Aucune de ces études ne montre que la HRV, issue d’une montre ou de tout autre appareil, peut avertir une personne d’un mal des montagnes.

La HRV revient-elle à la normale une fois acclimaté ?

On croit souvent qu’on s’acclimate à l’altitude en un ou deux jours. Aucune des études de cette page ne teste l’acclimatation dans son ensemble, avec la respiration, le niveau d’oxygène et les symptômes ; pour cette croyance, la réponse ici est donc : non démontré. Ce qu’une petite étude a testé est plus étroit : si le profil du rythme cardiaque au repos revient à sa forme du niveau de la mer pendant un long séjour à très haute altitude.

Dans une étude portant sur sept personnes de 27 à 35 ans, mesurées au niveau de la mer et pendant un séjour de 35 jours à 5 050 m, et six Sherpas de 22 à 30 ans, mesurés en altitude seulement, la part de la puissance haute fréquence, liée à la respiration, mesurée en position allongée est passée de 25 % à 10,9 % de la puissance spectrale totale [S5]. En position assise, aucun changement n’a été observé en altitude ; au niveau de la mer, le passage en position assise avait déjà abaissé cette part [S5]. Les auteurs concluent que dix jours au-dessus de 2 850 m suivis d’un mois à 5 050 m n’ont pas modifié ce profil [S5]. Les Sherpas, qui vivent en altitude, ont montré des résultats comparables [S5].

Ainsi, dans cette seule étude à très haute altitude, la part du rythme cardiaque liée à la respiration n’était pas revenue à son profil du niveau de la mer après le long séjour. C’est une seule petite étude de 1996, à une seule altitude, avec uniquement des mesures spectrales. Elle ne rapporte pas de RMSSD, ne dit rien des altitudes modérées ni des symptômes, et son texte intégral n’a pas pu être vérifié pour les conflits d’intérêts.

Un échantillon clinique. Dans une étude en caisson portant sur 10 hommes atteints de maladie coronarienne qui ont dormi soit à 1 900 m simulés, soit à 250 m, avant d’être amenés à 3 000 m simulés le lendemain matin, la nuit à l’altitude intermédiaire a été suivie d’une acclimatation ventilatoire mesurable lors de la montée suivante, tandis que la HRV et la sensibilité du baroréflexe ne montraient aucune différence [S11]. La respiration peut donc commencer à s’adapter alors que les mesures du rythme cardiaque ne bougent pas. C’est une seule petite étude chez des hommes atteints d’une maladie cardiaque ; elle ne s’applique pas aux personnes en bonne santé et ne constitue pas un conseil sur les plans d’ascension.

Qu’en est-il des personnes qui vivent ou travaillent en altitude ?

Tout ce qui précède concerne des habitants des plaines qui montent en altitude. Les personnes qui vivent en altitude sont un cas différent. Dans une étude transversale portant sur 405 résidents natifs du Sikkim, dans l’Himalaya, en bonne santé, vivant sous 1 500 m, entre 1 500 et 2 500 m ou au-dessus de 2 500 m, ceux qui vivaient plus haut avaient un SDNN et un RMSSD plus élevés [S7]. Les auteurs y voient une possible réponse adaptative à un manque d’oxygène prolongé [S7]. À Bogotá, une étude a comparé des adultes ayant grandi à 2 500 m ou plus et des adultes ayant grandi sous 1 500 m, tous vivant à Bogotá, à 2 600 m, depuis plus de six mois : les adultes ayant grandi à basse altitude avaient une HRV plus basse que ceux ayant grandi en haute altitude [S8]. Les auteurs relient cela à l’altitude au début de la vie plutôt qu’à un effet causal direct du manque d’oxygène pendant l’enfance [S8].

Ce sont deux études transversales uniques. Elles comparent des personnes différentes à un moment donné, ne peuvent pas distinguer les gènes, l’éducation et l’environnement, et ne montrent pas comment la HRV d’un visiteur évolue au fil des mois. Le tableau n’est pas uniforme non plus : dans la petite étude de 1996, les Sherpas ont montré des résultats comparables à ceux des habitants des plaines [S5]. Rien de tout cela ne s’applique à un séjour en montagne.

Un groupe professionnel. Dans une étude portant sur 19 mineurs de sexe masculin âgés de 35 à 55 ans, alternant depuis plus de 10 ans des semaines au niveau de la mer et à environ 3 800 m, enregistrés pendant quatre heures chaque nuit, le RMSSD pendant ces heures a baissé en altitude tandis que le SDNN augmentait [S9] : différentes mesures de la HRV peuvent donc évoluer en sens opposés. Ces travailleurs alternent depuis des années des semaines en altitude et au niveau de la mer, ce qui n’est pas la même chose qu’un premier séjour ; il s’agit d’une seule étude, chez des hommes.

Un wearable peut-il mesurer la HRV en altitude ?

Il peut enregistrer la HRV, mais les détails rapides, liés à la respiration, sont moins fiables qu’avec un ECG. Une étude méthodologique a comparé un capteur de pouls au doigt, qui lit le pouls par voie optique (photopléthysmographie, PPG), à un ECG pendant le sommeil chez 21 volontaires dormant à 4 554 m et cinq guides de haute montagne dormant au niveau de la mer, à 6 000 m et à 6 800 m [S6] ; quatre des cinq guides ont été enregistrés au camp le plus élevé [S6]. Le capteur de pouls a fourni une HRV exploitable même là-haut [S6].

L’intervalle moyen entre les battements mesuré par le capteur de pouls était à quelques millisecondes de l’ECG (815 contre 813 ms) [S6]. Les composantes plus rapides, liées à la respiration, ne l’étaient pas : même la méthode de mesure du pouls la plus proche lisait une puissance haute fréquence jusqu’à 32 % plus élevée que l’ECG, et la moins précise la lisait à plus du double de la valeur de l’ECG [S6]. Une plus grande part des données de pouls a dû être écartée comme artefact : 0,1 à 5,5 % du signal du capteur au doigt, contre au plus 0,2 % de l’ECG [S6]. Chez les guides, le capteur de pouls a montré une hausse significative du rapport LF/HF que l’ECG ne montrait pas [S6]. Un capteur de pouls peut donc exagérer ou masquer précisément le type de changement décrit sur cette page. Les auteurs expliquent l’écart par des variations de la vitesse à laquelle l’onde de pouls se propage [S6].

Les limites sont importantes. Le capteur était une pince de doigt reliée à un gilet ECG de recherche, pas une montre ni une bague, et les auteurs notent que des capteurs placés ailleurs, par exemple au poignet, peuvent donner des résultats différents [S6]. Les chercheurs ont choisi à l’œil des périodes de sommeil stables et nettoyé les artefacts à la main [S6], ce que les appareils grand public ne font pas, et les résultats aux camps les plus élevés reposent sur très peu de personnes. Cette étude unique n’est utilisée ici que pour la concordance entre capteurs, pas pour le sens de l’effet de l’altitude. La mesure de la HRV par les wearables est traitée dans la variabilité de la fréquence cardiaque.

Que pouvez-vous attendre de vos propres chiffres en altitude ?

Dans les premiers jours en altitude, une HRV plus basse est fréquente : dans des enregistrements ECG courts regroupés, la HRV était plus basse qu’au niveau de la mer [S1]. Le parcours n’est pas toujours linéaire. Dans l’étude de terrain chez des alpinistes, le RMSSD de ceux qui sont restés en bonne santé a d’abord augmenté dans les premiers jours de l’ascension ; au-dessus d’environ 3 500 m, toutes les mesures de la HRV ont baissé tandis que la fréquence cardiaque augmentait [S3]. La mesure du pouls au repos et ce qui le fait varier sont traités dans la fréquence cardiaque au repos.

Une baisse est fréquente, mais elle ne se voit pas toujours. Dans l’étude chez des militaires, la HRV a été analysée pendant une heure chaque nuit, entre 2 h et 3 h du matin. Aucune des mesures temporelles, comme le RMSSD, n’a changé significativement pendant le sommeil [S4], mais l’altitude était modérée et seuls huit d’entre eux ont dormi à l’altitude la plus élevée, environ 3 660 m, pendant deux nuits ; les huit autres ont dormi à environ 2 540 m. Dans la même étude, la difficulté ressentie de la journée précédente était liée à la HRV de la nuit suivante [S4] : l’effort de la journée fait donc aussi bouger les chiffres de la nuit (exercice et HRV).

La récupération après un effort intense est une question distincte de la HRV au repos. Dans un essai portant sur 12 personnes entraînées en loisir qui ont effectué deux formats de sprints répétés, en air normal et en manque d’oxygène simulé, c’est le format des sprints, et non le manque d’oxygène, qui a modifié la HRV dans les premières minutes de récupération [S10]. Cela concerne la récupération après des sprints, pas la HRV au repos dans les premiers jours en altitude, que décrit la méta-analyse ci-dessus [S1].

Comparer ces nuits avec votre ligne de base habituelle de chez vous en dit peu. Un écart est attendu, et il n’indique pas si vous vous adaptez bien ou si vous tombez malade. Plus utile est la tendance sur plusieurs jours à la même altitude, lue avec votre ressenti. Une seule mesure basse de la HRV ne signifie pas à elle seule que vous êtes stressé ou malade. Le manque de sommeil, l’alcool, un effort intense et une infection font aussi bouger ces chiffres (pourquoi la HRV change d’un jour à l’autre ; sommeil et HRV ; maladie et HRV ; interpréter la HRV).

Que montrent les preuves ?

Par classe de preuve.

• Dépend du contexte. Chez des adultes en bonne santé dans leurs premiers jours en altitude, la HRV est plus basse qu’au niveau de la mer, chez les personnes entraînées comme chez les autres [S1]. Plus haut, le SDNN baisse davantage, tandis que le RMSSD et la puissance haute fréquence ne diffèrent pas significativement entre les études à plus basse et à plus haute altitude [S1]. Une partie de la baisse haute fréquence peut refléter une respiration plus rapide [S1].
• Émergent. Un capteur de pouls au doigt enregistre la HRV à très haute altitude, mais s’écarte de l’ECG pour les composantes rapides [S6]. Dans une petite étude à très haute altitude, la part du rythme cardiaque liée à la respiration est restée basse après un long séjour [S5]. La HRV nocturne dans le domaine temporel n’a pas changé significativement à altitude modérée dans une étude [S4]. Les personnes qui vivent en altitude diffèrent des visiteurs : les résidents vivant plus haut avaient une HRV plus élevée [S7], et les adultes ayant grandi à basse altitude avaient, dans une ville de haute altitude, une HRV plus basse que ceux qui y avaient grandi [S8]. Dans un groupe professionnel, le RMSSD nocturne a baissé en altitude tandis que le SDNN augmentait [S9]. Dans un échantillon clinique, une nuit à altitude modérée a modifié la respiration mais pas la HRV lors de la montée suivante [S11]. Après des sprints, c’est le format plutôt que le manque d’oxygène qui a modifié la HRV en début de récupération [S10].
• Débattu. Si la HRV prédit le mal aigu des montagnes : des associations modestes dans une méta-analyse [S2] et un signal à une altitude dans une étude de terrain [S3], contre aucune prédiction dans une autre étude [S4]. La lecture du changement comme une prédominance sympathique, qui repose en partie sur le LF/HF [S1].
• Inconnu ou non démontré. Qu’une HRV issue d’une montre puisse avertir une personne d’un mal des montagnes ; qu’on s’acclimate en un ou deux jours ; les performances des capteurs de poignet en altitude.

Sécurité

C’est la partie la plus importante de cette page. La HRV et les montres ne remplacent pas la surveillance des symptômes du mal des montagnes.

• Ce sont les symptômes qui décident, pas la montre. Maux de tête, nausées, essoufflement au repos, confusion, somnolence inhabituelle ou instabilité en altitude sont des raisons d’arrêter de monter, de redescendre et de consulter.
• Une confusion, un essoufflement sévère, une douleur thoracique ou un évanouissement nécessitent une aide d’urgence.
• Une mesure d’apparence normale n’exclut pas un mal des montagnes. Dans les études ci-dessus, la HRV n’a pas identifié de façon fiable qui tombait malade : l’une a manqué ceux qui sont tombés malades plus haut [S3] et une autre n’a trouvé aucune prédiction [S4].
• Ne retardez pas la descente pour attendre une meilleure mesure.
• Cette page ne donne aucun conseil sur les plans d’ascension, les calendriers d’acclimatation ou les médicaments.

Ce que cela ne vous dit pas

• La HRV n’est pas un test du mal des montagnes. Les études divergent, et aucune ne montre qu’une mesure peut avertir une personne [S2] [S3] [S4].
• Une baisse en altitude est attendue, ce n’est pas une lésion. C’est la réponse habituelle des premiers jours [S1].
• Votre ligne de base de chez vous n’est pas le bon repère dans les premiers jours. L’écart est attendu et ne montre pas si vous vous adaptez bien.
• Les résidents ne sont pas des visiteurs. Les résultats obtenus chez des personnes qui vivent en altitude [S7] [S8] ne montrent pas ce qui se passe lors d’un séjour.
• La plupart des données viennent d’hommes jeunes et en forme. Les données pour les femmes, les personnes âgées et les personnes moins en forme sont limitées [S1].
• Le rapport LF/HF est débattu. Même les auteurs qui rapportent sa hausse ajoutent qu’il ne s’agit pas d’une mesure directe du tonus sympathique [S1].
• Aucune conclusion médicale. Aucune de ces études ne pose de diagnostic ni ne propose de plan d’ascension.

Loin des montagnes, les causes fréquentes d’une valeur basse sont sur pourquoi ma HRV est-elle basse ?.

Dans ONDA

ONDA est conçu autour de la pratique plutôt que du suivi : il propose des pratiques de respiration guidées avec un guidage vocal et visuel, et ONDA affiche votre pouls en direct pendant une pratique, via la caméra de l’iPhone ou une Apple Watch. Avec une Apple Watch, ou un appareil qui synchronise ses données cardiaques avec Apple Santé, il compare votre HRV, votre fréquence cardiaque au repos et votre fréquence respiratoire à votre propre ligne de base sur 14 jours. Apple Health enregistre la HRV sous forme de SDNN : la tendance de HRV d’ONDA est donc une tendance du SDNN. Dans les premiers jours après votre arrivée en altitude, cette ligne de base reflète encore vos données de la maison ; un signal indique alors que vos dernières valeurs diffèrent de celles de chez vous, ce qui est attendu en altitude, et non que vous développez un mal des montagnes. Comme la ligne de base sur 14 jours est glissante, elle intègre peu à peu les jours en altitude, si bien que sa référence change pendant le séjour. ONDA n’évalue pas le mal des montagnes et ne vous en avertit pas, ne diagnostique aucune affection et ne remplace pas un médecin ; les études de cette page n’ont pas testé ONDA. Voir ce que mesure ONDA.