Chez l'Humain, les pathologies liées à la chaleur sont tous les troubles qui apparaissent quand les capacités d'adaptation du corps et de la psyché à la chaleur environnementale sont dépassées ; allant de troubles mineurs (comme la dermite à la chaleur) à mortels (coup de chaleur avec hyperthermie corporelle supérieure à ).
Dans les années 2020, il apparait que même avec la climatisation, l'humanité approche les limites physiologiques et sociales de l'adaptation à la chaleur. Parmi les points cruciaux : le coût énergétique et financier des moyens à mettre en œuvre, et la réduction des inégalités chez les personnes et les communautés les plus exposées ou les plus fragiles.
Adaptation à la chaleur En conditions de confort thermique, la chaleur du corps humain est évacuée passivement, dans le milieu extérieur : le bilan des transferts de chaleur est négatif (on perd plus de chaleur qu'on en gagne).
Confort thermique vignette|Recherche d'un confort thermique durant une vague de chaleur. La notion de « confort thermique » varie selon l'acclimatation corporelle individuelle, et les modes de vie collective.
Il existe une « culture traditionnelle de la chaleur » dans les régions ou pays chauds, qui s'adaptent en conséquence. En Andalousie ou au Texas, une surmortalité liée à la chaleur apparait à partir de , alors qu'elle débute dès en Belgique.
Chez le sujet jeune, toute augmentation de la température centrale ou cutanée de plus de stimule des récepteurs à la chaleur (peau et système nerveux central) qui déclenchent une réaction générale de défense de l'organisme, ainsi que le besoin d'adapter son comportement. Certaines pathologies ou certains cas de trouble du spectre de l'autisme (TSA) sont associés à une moindre capacité à ressentir la chaleur ; Chez le sujet très âgés, il faut souvent une hausse de plus de de température cutanée pour déclencher cette réaction. Ces personnes ne ressentent pas, ou moins, le besoin de se protéger de la chaleur.
Vasodilatation Quand la température extérieure croît (exposition prolongée à la chaleur), le débit sanguin cutané augmente (vasodilatation périphérique augmentant la déperdition passive de calories), avec trois effets principaux:
Augmentation des transferts de chaleur entre le noyau central de l'organisme et la surface cutanée ; Augmentation de la température de la peau ; Augmentation de la production de sueur, l'évaporation sudorale étant le seul moyen, à ce moment, de perdre de la chaleur.
Une personne exposée à la chaleur s'adapte d'autant mieux qu'elle dispose d'un bon système cardiovasculaire, capable d'adapter son débit cardiaque à l'augmentation du débit sanguin cutané et à la diminution du volume plasmatique liée aux pertes sudorales.
Sudation
À partir de de température extérieure, l'évaporation de la sueur devient le seul moyen quasi-exclusif de refroidissement. Le passage de l'état liquide à l'état gazeux du sérum extrait par les glandes sudoripares est un processus très puissant : l'évaporation de de sérum refroidit le corps de , et la sudation peut atteindre pendant . Une transpiration qui ruisselle est peu efficace (perte liquidienne sans évaporation).
Une sudation efficace nécessite des glandes sudoripares en nombre suffisant (différences génétiques) et de bonne qualité (différences selon l'âge), des réserves liquidiennes suffisantes et renouvelées, et des alternances de repos (comme dans tout processus physiologique). Lorsque la température nocturne ne baisse pas en dessous de , voire , il est plus difficile à l'organisme de se reposer, et la mortalité peut augmenter chez les plus fragiles.
Une personne exposée à la chaleur doit donc être capable de produire de la sueur, en étant suffisamment hydratée, en étant en contact avec un air aussi sec que possible pour faciliter l'évaporation sudorale. À défaut, ce processus peut être remplacé par un brumisateur (humidifiant la peau) et un ventilateur (qui refroidit en favorisant l'évaporation : ventilation et air asséché par brassage).
L'adaptation de l'organisme, par exposition prolongée à la chaleur, demande du temps, au moins neuf heures pour se constituer et une semaine pour être pleinement efficace.
Quand la température ambiante dépasse , le bilan des transferts de chaleur entre le corps et son environnement devient positif.
À l'échelle moléculaire Lorsque la température corporelle continue d'augmenter, elle provoque un effet cytotoxique direct entraînant une réponse inflammatoire avec création d'un cercle vicieux.
Cette réponse inflammatoire met en jeu des protéines de choc thermique (Heat Shock Proteins ou HSP) qui permettent de tolérer une hyperthermie en réparant d'autres protéines dénaturées par la chaleur. Cette réponse s'accompagne de modification du taux de cytokines pro- et anti-inflammatoires dans le plasma et les tissus.
Si l'hyperthermie persiste, cela entraîne une dérégulation complète de la réponse inflammatoire, avec défaillance circulatoire, hypoxémie, et demande métabolique accrue, jusqu'au « choc thermique » avec défaillance viscérale multiple, principalement neurologique et digestive.
Personnes à risques Les risques liés à la chaleur sont plus élevés en cas de pollution de l'air, alors que les études sur les rapports température et mortalité selon le degré hygrométrique restent contradictoires.
Selon l'âge vignette|Enfants tenus à l'ombre durant une vague de chaleur (New-York, 1911). Les nourrissons et les enfants de moins de 4 ans sont plus sensibles, car leur réserve liquidienne est insuffisante et ils se déshydratent facilement. En France, lors de la canicule de 2003, aucune surmortalité n'a été constatée chez les nourrissons, les mères sachant faire boire leur enfant dès qu'il est rouge, grognon en laissant une couche sèche au réveilCette notion a été nuancée par des études ultérieures montrant une surmortalité chez les garçons de moins de un an, mais le peu de décès concernés rend l'interprétation difficile. ..
L'Unicef estime qu'environ 400 enfants en Europe et en Asie meurent chaque année des hausses de chaleur, principalement des enfants laissés dans des voitures ou des poussettes recouvertes d'un tissu.
Les personnes âgées, les sujets atteints de pathologies particulières nécessitant des médicaments, et les personnes isolées ou mal informées sont plus à risques de souffrir des vagues de chaleur. La principale raison est la fragilité de leur appareil sudoral, surtout lorsque les nuits restent chaudes (les glandes sudoripares ne peuvent se reposer). Leur surmortalité en période de canicule est attribuée en partie à cette méconnaissance, par confusion avec les gestes efficaces avec les tout-petits. Faire boire devient inutile si la personne ne transpire pas ou peu. Il vaut mieux la vaporiser et la ventiler, ou la placer en zone climatisée.
Comorbidités En France, les risques majeurs sont le grand âge et la perte d'autonomie (incapacité à adapter son comportement à la chaleur) ; les maladies neurologiques (Parkinson, Alzheimer...) ; les maladies cardiovasculaires et séquelles d'AVC ; obésité ou dénutrition.
Les personnes souffrant de troubles mentaux ou consommant des psychotropes ont un risque relatif de décès majoré de 30 à 200 % lors des vagues de chaleur.. Cet excès de risque serait d'ordre physiologique dans la schizophrénie et la dépression, ou d'une prise de conscience insuffisante du danger lié à la chaleur.
Les médicaments (psychotropes, diurétiques...) et leurs interactions, ainsi que la consommation d'alcool ou de drogues aggrave les risques.
Les maladies les plus à risque de se déstabiliser à la chaleur (ou de favoriser une pathologie liée à la chaleur) sont les maladies cardiovasculaires ; endocriniennes (diabète, hyperthyroïdie...) ; rénales et urinaires ; enfants atteints de mucoviscidose, de drépanocytose.
Lors des périodes de canicule, les femmes enceintes sont plus à risque d'accouchement prématuré, d'enfants de petit poids de naissance avec malformations cardiaques. Si le fœtus a subi la canicule, il présente en fin de grossesse un risque accru de prématurité et ensuite de trouble du développement (on observe aussi un retard linguistique à 2 ans [score de vocabulaire à 2 ans diminué] sans encore savoir s’il perdure plus tard dans la vie). Cet effet est plus important que celui induit par le tabagisme. Les mères pauvres et/ou exposées à des bulles de chaleur sont plus à risque..
Statut socio-économique Les habitants des grandes villes sont plus exposés que les autres (effet absorbant des murs qui diffusent la chaleur la nuit, pollution atmosphérique avec effet de serre local, sources supplémentaires de chaleur par activités humaines).
Un habitat mal adapté (logement au dernier étage, absence d'endroit frais ou climatisé accessible) est particulièrement vulnérable. Les populations de bas niveau socio-économique, les communautés marginalisées, et les minorités raciales ou ethniques sont plus à risques de souffrir de maladies liées à la chaleur. Il ne s'agit pas seulement d'un accès économique à la climatisation, mais d'un ensemble complexe de facteurs socio-culturels et historiques, comme le racisme structurel aux États-Unis. Par exemple la pratique américaine du redlining dans les années 1930 a abouti à la création de zones urbaines appauvries dépourvues d'espaces verts, où la température est supérieure de 5° C à celle des zones plus saines.
Ces populations ont moins d'accès aux soins, sont plus fréquemment employées en travaux d'extérieur, ou en lieux non climatisés, avec une plus forte incidence d'hypertension, de diabète et de maladies rénales.
Pathologies mineures Sur une échelle de 4 (niveaux de gravité selon l'INVS), ces pathologies sont de niveau 1 et 2.
Les premiers signes d'exposition à la chaleur sont des sensations d'inconfort et de fatigue anormale. C'est le début d'un « stress thermique ».
Dermite de chaleur Il s'agit d'une éruption cutanée rouge et très irritante. Cette dermite est faite de macules et de papules. Elle siège sur les parties couvertes par les habits, par phénomène de macération lié à la sueur. Elle est plus fréquente chez les enfants, et chez les adultes sportifs portant des tissus synthétiques.
Œdème des extrémités La chaleur provoque une vasodilatation périphérique, avec gêne au retour veineux. Cet œdème par chaleur siège aux extrémités des membres inférieurs. Il touche surtout les sujets ayant des troubles vasculaires (hypertension, diabète, insuffisance veineuse...), personnes âgées (plus souvent féminines), personnes sédentaires...
Crampes de chaleur Ce sont des troubles de niveau 2. Il s'agit de spasmes musculaires douloureux accompagnés de transpiration intense. Ils sont favorisés par l'effort musculaire (compétition sportive, lutte contre l'incendie, travail de force...), et surviennent typiquement lors de l'arrêt de l'activité musculaire.
Ces crampes touchent les muscles des membres ou les muscles abdominaux. Elles sont dues à une déshydratation avec déséquilibre en électrolytes (répartition des ions sodium, potassium, magnésium, calcium).
Syncope et épuisement Ce sont des troubles de gravité intermédiaire, 2 à 3.
La syncope par chaleur survient à l'arrêt d'un effort physique intense en environnement chaud. Elle réalise une hypotension orthostatique. La perte de connaissance est brève et limitée, et les patients récupèrent en position allongée. Elle peut être précédée de troubles précurseurs (nausées, vertiges, troubles de la vision...).
L'épuisement lié à la chaleur est plus grave. Il est provoqué par une perte excessive d'eau et de sels. Les troubles peuvent débuter comme pour la syncope, mais avec forte transpiration, maux de tête, comportement inhabituel, troubles du sommeil (agitation nocturne). La température corporelle peut augmenter au-delà de mais sans atteindre . Il n'y a pas de troubles neurologiques significatifs.