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Science & Sports, 4 (1989) 71-77 71 © Elsevier, Paris Article original Consommation maximale d'oxyg6ne directe et indirecte. Fr6quence cardiaque maximale r6elle et th6orique H. VIDALIN, N. FELLMANN, R. LEYMONIE, M. BEDU, J. MICHEL, M. FANGET et J. COUDERT Institut de biologie et mOdecine du sport, Laboratoire d'explorations fonctionnelles, h6pital Sabourin, 63018 Clermont-Ferrand, France (Refu le 16-12-1988; acceptd le 8-07-1988) R6sum6 - A partir de 206 6preuves maximales r6alis6es sur ergocycle chez des sujets sportifs, des deux sexes, ~g6s de 10 ~t 69 ans, 137 consommations maximales en oxyg~ne (VO2max) ont 6t6 estim6es indirectement ~ partir du nomo- o gramme d'Astrand-Ryhmmg. VO2max et fr6quence cardiaque maximale (Fcmax) r6elles et th6oriques sont compar6es en fonction de l'fige. Les r6sultats montrent que, pour toutes les tranches d'~ge 6tudi6es, la m&hode indirecte sous-estime VO2max. De 10 ~ 19 ans, Fcmax r6elle est significativement inf6rieure/t Fcmax th6orique (200 vs 204 b-rain-1) et la m6thode indi- recte sous-estime de 5°70 VO2max directe. De 20 ~ 29 ans, Fcmax r6elle et th6orique sont identiques mais la sous- estimation de ~¢O2max indirecte est de 11%. Au-del~t de 30 alas, la sous-estimation de Fomax et VO2max indirecte aug- mente avec l'fige (de 4 ~t 11070 et de 18 ~t 28070 respectivement). Ces r6sultats incitent ~ mesurer VO2max par une m6thode directe pr6f6rentiellement jusqu'~t l'fige de 30 ans et obli- gatoirement chez les sujets non s6dentaires de plus de 30 ans. o Astrand-Ryhming / exercice maximal sur ergocycle / ~ge Summary - Maximal direct and indirect oxygen uptake. Maximal real and theoretical heart rate. In nume- rous physical activities the determination of maximal oxygen uptake (l/02m..ax) is essential, f/O2max is measured by two main methods, one direct, the other indirect. Direct measurement of VO2max is calculated from expired gases collected during exercise to exhaustion. However, this test is pratical only in a laboratory setting, needs special material and requires great motivation from the subjects, f/O2max can also be estimated from submaximal exercise and of the o indirect methods, one of the most common used is the A strand-Ryhmmg nomogram. It allows prediction of f/O2max from the heart rate reached during an exercise bout demanding only up to 70% o fan individual's age produced maxi- mum heart rate. This nomogram was originally established from a group of young male and female physical education students. Consequently its use in groups differing in age and fitness from the initial group affects the accuracy of the original nomogram. Although there have been numerous attempts to produce a more accurate predictive nomogram adapted to groups of different age, sex, degree of fitness and race, most routine investigations still use the same origi- nal nomogram, irrespective of the population under study. By a comparison of measured and predicted values, this study aims to provide a further demonstration of the inac- curacy of the ~4strand-Ryhming nomogram as an indirect method of determination f/O2max. Two hundred six subjects of both sexes, ranging in age from 10-69 year, used to regular or occasional training, took part in the study. They were submitted to maximal cycling exercise. Pedal rate was 60 rpm. Heart rate (FIR) was obtained by continuous electrocardiogram recording. The work intensity of the lO-min warming-up session was chosen to sustain FIR between 135-150 b.min- 1. The work-load was then increased up to exhaustion in four or.five succes- sive 2.5 min steps. The last 30 sec samples of expired air were collected in Douglas bags at each step for VO 2 calcula- tions. We excluded from the study exercise bouts for which maximal test criteria were not valid: actual exhaustion, expiratory exchange ratio above 1.1, failure to increase HR, and venous blood lactate concentration equal to or above 8 mM in adults and 6 mM in children.

Consommation maximale d'oxygène directe et indirecte. Fréquence cardiaque maximale réelle et théorique

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Page 1: Consommation maximale d'oxygène directe et indirecte. Fréquence cardiaque maximale réelle et théorique

Science & Sports, 4 (1989) 71-77 71 © Elsevier, Paris

Article original

Consommation maximale d'oxyg6ne directe et indirecte. Fr6quence cardiaque maximale r6elle et th6orique

H. V I D A L I N , N. F E L L M A N N , R. L E Y M O N I E , M. B E D U , J. M I C H E L , M. F A N G E T et J. C O U D E R T

Ins t i tu t de biologie et mOdecine du sport , Labora to i re d 'exp lora t ions fonc t ionne l les , h6pi ta l Sabourin , 63018 Clermont-Ferrand, France

(Refu le 16-12-1988; acceptd le 8-07-1988)

R 6 s u m 6 - A partir de 206 6preuves maximales r6alis6es sur ergocycle chez des sujets sportifs, des deux sexes, ~g6s de 10 ~t 69 ans, 137 consommations maximales en oxyg~ne (VO2max) ont 6t6 estim6es indirectement ~ partir du nomo-

o

gramme d'Astrand-Ryhmmg. VO2max et fr6quence cardiaque maximale (Fcmax) r6elles et th6oriques sont compar6es en fonction de l'fige.

Les r6sultats montrent que, pour toutes les tranches d'~ge 6tudi6es, la m&hode indirecte sous-estime VO2max. De 10 ~ 19 ans, Fcmax r6elle est significativement inf6rieure/t Fcmax th6orique (200 vs 204 b-rain-1) et la m6thode indi- recte sous-estime de 5°70 VO2max directe. De 20 ~ 29 ans, Fcmax r6elle et th6orique sont identiques mais la sous- estimation de ~¢O2max indirecte est de 11%. Au-del~t de 30 alas, la sous-estimation de Fomax et VO2max indirecte aug- mente avec l'fige (de 4 ~t 11070 et de 18 ~t 28070 respectivement).

Ces r6sultats incitent ~ mesurer VO2max par une m6thode directe pr6f6rentiellement jusqu'~t l'fige de 30 ans et obli- gatoirement chez les sujets non s6dentaires de plus de 30 ans.

o

Astrand-Ryhming / exercice maximal sur ergocycle / ~ge

S u m m a r y - M a x i m a l d irect a n d ind irec t o x y g e n u p t a k e . M a x i m a l real a n d theore t i ca l heart rate. In nume- rous physical activities the determination o f maximal oxygen uptake (l/02m..ax) is essential, f/O2max is measured by two main methods, one direct, the other indirect. Direct measurement o f VO2max is calculated f rom expired gases collected during exercise to exhaustion. However, this test is pratical only in a laboratory setting, needs special material and requires great motivation f rom the subjects, f/O2max can also be estimated f rom submaximal exercise and o f the

o

indirect methods, one o f the most common used is the A strand-Ryhmmg nomogram. It allows prediction o f f/O2max f rom the heart rate reached during an exercise bout demanding only up to 70% o f a n individual's age produced maxi- mum heart rate. This nomogram was originally established f rom a group o f young male and female physical education students. Consequently its use in groups differing in age and fi tness f rom the initial group affects the accuracy o f the original nomogram. Although there have been numerous attempts to produce a more accurate predictive nomogram adapted to groups o f different age, sex, degree o f f i tness and race, most routine investigations still use the same origi- nal nomogram, irrespective o f the population under study.

By a comparison o f measured and predicted values, this study aims to provide a further demonstration o f the inac- curacy o f the ~4strand-Ryhming nomogram as an indirect method o f determination f/O2max.

Two hundred six subjects o f both sexes, ranging in age f rom 10-69 year, used to regular or occasional training, took part in the study. They were submitted to maximal cycling exercise. Pedal rate was 60 rpm. Heart rate (FIR) was obtained by continuous electrocardiogram recording. The work intensity o f the lO-min warming-up session was chosen to sustain FIR between 135-150 b .min- 1. The work-load was then increased up to exhaustion in four or.five succes- sive 2.5 min steps. The last 30 sec samples o f expired air were collected in Douglas bags at each step f o r VO 2 calcula- tions. We excluded f rom the study exercise bouts f o r which maximal test criteria were not valid: actual exhaustion, expiratory exchange ratio above 1.1, failure to increase HR, and venous blood lactate concentration equal to or above 8 m M in adults and 6 m M in children.

Page 2: Consommation maximale d'oxygène directe et indirecte. Fréquence cardiaque maximale réelle et théorique

72 H. Vidalin et al.

Hundred thirty seven o f the 206 maximal exercise bouts allowed estimation o f VO2max f rom warming-up HR and o

work intensity using the Astrand-Ryhmmg nomogram corrected by age factor. Theoretical HR was also calculated f rom the equation HRmax= 220-age.

o

Results showed that the Astrand-Ryhmmg test always underestimated VO2max in all age ranges. In 10-19 year- oM subjects, actual HRmax was significantly lower than predicted HRmax (200 vs 204 b.min- 1) (p < 0.01) and pre- dicted VO2max was underestimated by 5%. In 20-29 year-old subjects, actual and theoritical HRmax were the same but VO2max was underpredicted by 11%. In subjects older than 30, under prediction o f HRmax and VO2max increa- sed with age (from 4 to 11%, and 18 to 28% respectively).

We conclude that 1) since the relationship between HR and ~'02max is different f o r adults and children, it would be better to use the more accurate specific equations established fo r this young population; 2) VO2max in f i t subjects older than 30 years o f age should be evaluated by the direct method.

o

Astrand-Ryhming I maximal cycling exercise I age

I n t r o d u c t i o n

La consommation maximale ~'O2max ) est devenue un 616ment indispensable dans l '6valuation des capacit6s physiques du sportif dans la plupart des sp6cialit6s sportives. Parmi les m6thodes de mesure utilis6es, la m6thode directe, h partir des gaz expi- r6s au cours d 'un exercice men6 jusqu'h 6puisement, constitue la m6thode de r6f6rence, mais elle exige un personnel et un 6quipement sp6cialis6s et la par- ticipation de sujets tr6s motiv6s. C'est pourquoi, m6decins et entra~neurs au sein des clubs et centres sportifs, devant la lourdeur du test direct et devant le hombre croissant des sportifs ~t suivre, utilisent le plus fr6quemment la m6thode indirecte propo-

• o , *

see par Astrand-Ryhmmg en 1954. La VO2max est pr6dite/t partir de la fr6quence cardiaque corres- pondant ~t 50 -70% de la fr6quence cardiaque max (Fcmax) et de la puissance m6canique correspon- dante impos6e au sujet durant 6 min sur bicyclette ergom6trique.

Le nomogramme a 6t6 6tabli ~t partir d'une popu- lation de jeunes Scandinaves, des deux sexes, 6tu- diants en 6ducation physique. I1 est bas6 sur les hypotheses suivantes : - le rendement m6canique est le m~me pour tous les individus (23°7o); - la fr6quence cardiaque maximale pour un age donn6 est la m~me pour tous les sujets; - pour un pourcentage donn6 de VO2max, la fr6- quence cardiaque est la m~me chez tousles sujets de sexe et d'~tge identiques; - et la relation entre la FcmaX et "~Ozmax est lin6aire ~ partir de 50070 de VO2max.

Depuis plus de trente ans, ce nomogramme ori- ginal d'Astrand-Ryhming est appliqu6 indistincte- ment ~ routes les cat6gories de sportifs quels que

soient leur ~tge, leur ethnie et leur niveau d'entra~- nement physique. De tr6s nombreuses 6tudes ont cependant d6montr6 que ce test indirect sous-estime la valeur de VO2max r6ellement mesur6e (Cink et Thomas, 1981; Coleman, 1976; Glassford et al., 1965; McKay et Banister, 1976; Rowell et al., 1964).

Le but de ce travail sera donc de confronter les r6sultats obtenus par m6thode directe et indirecte sur un groupe de sujets sportifs de niveaux d'entra~- nement physique vari6s, ag6s de 10/~ 70 ans, afin

la tous d'inciter une nouvelle fois ~to prudence les utilisateurs de l 'abaque d'Astrand et Ryhming dans l ' interpr6tation de leurs r6sultats.

A partir d 'une population venue consulter pour un << bilan d 'ef for t maximal >> h l 'Institut de m6de- cine du sport de la r6gion Auvergne, 206 6preuves maximales ont 6t6 retenues afin de comparer Fcmax r6el.le et th6orique d 'une part et VO2max directe et VO2max indirecte calcul6es ~t partir des donn6es recueiUies au cours de ces m~mes 6preu- yes maximales d 'autre part.

M a t e r i e l e t M ~ t h o d e

S u j e t s (Tab leau I)

Les 206 sujets retenus pour l'6tude, ~tg6s de 10 ~t 69 ans (157 hommes et 49 femmes), pratiquent r6guli6rement une activit6 sportive: Ce sont des sportifs amateurs pour la plupart, sauf quelques professionnels. La population fig6e de plus de 40 arts pr6sente un niveau d'activit6 physique particuli6rement important. Le Tableau I indique la r6partition de la population 6tudi6e par tranches d'fige et suivant le sexe. Seuls 137 dossiers ont pu ~tre utilis6s pour la mesure de la VO2max indirecte h partir des r6sultats des 206 6preuves maximales 6tudi6es.

Page 3: Consommation maximale d'oxygène directe et indirecte. Fréquence cardiaque maximale réelle et théorique

fzO2max et F~max rdelles et thdoriques

T a b l e a u I. R6partition de la population &udi6e pour la compa- raison de la Fcmax r&lle et th6orique et pour la VO2max directe et indirecte.

Age, anndes c~ 9 Total

10-19 38 17 55 (31) 20-29 58 13 71 (42) 30-39 37 7 44 (32) 40-49 28 2 30 (27) 50-59 5 0 5 ( 5 ) 60-69 1 0 1 ( 0 )

Les chiffres entre parentheses indiquent le nombre de sujets ayant fair l'objet d'une mesure de la VO2max directe et indi- recte ~t partir des donn6es de l'6preuve maximale.

Mesures directes de Fcmax et ~"02max

MatOr&l utilisd Cette 6preuve est r6alis6e sur un cyclo-ergom&re Monark suivant la m6thode triangulaire en circuit ouvert. Le sujet porte un masque qui, grgtce & un jeu de valves (valves de Rudolph), permet la s6paration de l 'air inspir6 (air ambiant) et de l'air expir6. L'espace mort de l'ensemble est d'environ 50 ml. Les gaz expir6s sont recueillis dans des sacs de Douglas par l'interm6diaire d 'un tuyau sou- pie de fort diam&re (35 ram) offrant une r6sistance n6gli- geable au passage des gaz expir6s et d 'un robinet chronom&r6 h 3 voies. Un 6chantillon du gaz expir6 est analys6 pour la mesure des fractions en O 2 et CO z (Beckman OMI1 pour 02 et Beckman LB 2 pour COz). Le volume du gaz expir6 est mesur6 darts un spirom&re de Tissot. Pression barom&rique et temp6fature ambiante sont relev6es pour effectuer les conversions ATPS--,BTPS et ATPS--,STPD. Le trac6 61ectrocardiograpbique (3 d6ri- vations standard et 3 pr6cordiales V 1, V 3 et Vs) est suivi en continu durant l'6preuve sur oscilloscope et enregis- tr6 sur 61ectrocardiographe Siemens (3 pistes) durant les 15 derni6res sec de chaque palier d'exercice ainsi que durant la r6cup6ration.

D~roulement de l'~preuve Un &hauffement musculalre est malntenu pendant 5 min pour les sujets ag6s de 10 ~t 15 arts et 10 min pour les sujets l~lus ~g6s ~ une puissance correspondant ~t 50-70% VOzmax. La fr6quence cardiaque atteinte dolt &re chez l 'enfant d 'an moins 150 b.min-1 et chez l 'adulte de 130

150 b.min-1. La fr6quence de p6dalage est de 60 tours par min.

Apr6s la p6riode d'6chauffement, la puissance est aug- ment6e par paliers d'une dur6e de 2 rain 30 jusqu'~ 6pui- sement du sujet. La r6partition des puissances est

73

d6termin6e de telle sorte que le palier maximal pr6visi- ble soit atteint entre la 8 ¢ et la 10 e mill d'exercice soit envi- ron en 3 ~ 4 paliers. Les gaz expir6s sont pr61ev6s pendant les 30 derni~res sec de chaque palier. Entre la 3 e et la 5 e rain de r6cup6ration, un 6chantillon de sang est pr6- lev6 au niveau d 'une veine superficielle du bras pour la d6termination des lactates sanguins par m&hode enzy- matique. Seront calcul6s pour chaque 6preuve: - la Fcmax r6elle ~t partir de 10 intervalles intersysto- liques; - le d6bit ventilatoire expir6 maximal ~ partir du volume expir6.et du temps de recueil des gaz; - la VO2max r6elle selon l '6quation:

;¢O2 = VE [0,2647 (1-FECO2-FEO z) - FEO2] ;

- le quotient respira.toire (QR = ~?CO2/~102) correspon- dant h la valeur de VO2max.

Ne seront retenus pour l'&ude que les tests pour les- quels les crit6res d'6preuves maximales habituellement admis sont observ6s" - plafonnement de VO 2 et Fc malgr6 l'augmentation de la puissance ;

- QR sup6rieur ~ 1,1 ; - 6puisement apparent du sujet; - et concentration sanguine en lactate sup6rieure ou 6gale ~t 8 mM chez l'adulte. Pour les enfants fig& de 10

14 ans, la production musculaire d'acide lactique &ant plus faible que celle de l'adulte, une valeur minimale de 6 mM est exig6e.

Fcmax thdorique et VO2max indirecte

- l a Fcmax th6orique a 6t6 calcul6e ~t l 'aide de l '6quation:

Fcmax tb6orique = 220 - ftge ;

- la ~rOzmax indirecte a 6t6 6valu6e ~t l'aide du nomo- gramme d '~strand et Ryhming en reliant: - la Fc mesur6e, en &at stable, ~ la fin de la p6riode d'6chauffement; - et la puissance totale correspondant ~t celle de l'&hauf- fement exprim6e en litres d 'O 2 mesur6s directement/t partir des gaz expir6s recueillis h la fin de la p6riode d'6chauffement.

Pour les sujets dont l'ftge n'est pas compris entre 20 et 30 ans, la valeur de la VO2max indirecte ainsi calcu- 16e est corrig6e en utilisant le facteur de correction tenant compte de l'ftge propos6 par ~strand (1960): 1,1 pour 15 ans; 0,83 pour 40 ans; 0,75 pour 50 ans et 0,68 pour 60 arts.

Statistiques

Le test t appari6 a 6t6 utilis6 pour comparer les valeurs obtenues par m&hode directe et indirecte chez les m~mes sujets et le test t non appari6 pour comparer des moyen- nes de groupes de sujets diff6rents.

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74 H. Vidalin et al.

0 0 Fc max th6orique

E

x

E

u=

200

• 180

160

• - - • Fc max r~elle

L ol

10119 20129 30'-39 40'-49 50"69

A g e , ans

Fig. 1. Evolution en fonction de l',Sge de la fr6quence cardia- que maximale (F~max) r6elle et th6orique (valeurs moyennes +ES). A partir de l'~ge de 30 ans, la Fgnax r6elle est sup6- rieure & la Fcmax th6orique (P<0,001).

R~sultats

Fomax (Fig. 1)

FcmaX r6elle et th6orique diminuent progressive- ment avec l'fige, mais la d6croissance de Femax r6elle n'est pas significative entre les tranches d'~ge 20-29 et 30-39 ans d 'une part et 40-49 et 59-69 ans d 'autre part.

Pour les sujets de 10 & 19 ans, la Femax th6ori- que (204 b-min- 1) est significativement sup6rieure & la Femax r6elle (200 b.min - t ) (P<0,01) . De 20 ~t 29 ans, la Fcmax th6orique et r6elle sont identi- ques (196 b .min- 1). Au-dessus de 30 ans, la Fcmax th6orique est toujours inf6rieure ~ la Fcmax r6elle et l'6cart augmente avec l'Age. La variation en pour- centage de la Fcmax th6orique par rapport ~t la Femax r6elle indique une diminution de 4% pour les groupes de 30-39 ans et 40-49 ans et de 10,5% pour la tranche d'fige de 50 h 69 ans.

VO2max (Fig. 2)

Apr6s 30 ans, les VO2max directe et indirecte dimi- nuent progressivement avec l'gtge (par rapport & la valeur obtenue entre 20 et 30 ans, diminution de 15,6% fi 30-40 ans et de.31,4% h 50-69 ans).

Que! que soit l'gtge,, la VOzmax indirecte est tou- jours inf6rieure & la VOzmax directe et cette sous- estimation augmente tr6s significativement avec l'fige (variation de 11, 18, 17 et 28% pour les grou- pes de 20-29, 30-39, 40-49 et 50-59 ans respecti- vement).

Discussion

Deux faits majeurs 6mergent de cette 6tude: d 'une part une sous-estimation constante de la VO2max 6valu6e par m6thode indirecte, et cette sous-

'7

• 50 '7 t,-

m

E

x

E

c? .> 40

30

OT

0 0 ~/02 max indirect

e - - • V02 max direct

P~

©

I I I I L

10-19 20-29 30-39 40-49 50--69 Age, ans

Fig. 2. Evolution en fonction de l'~ge de la VO2max directe et indirecte 6valu6e & partir de la consommation d'oxyg~ne du palier d'6chauffement (valeurs moyennes +ES). A partir de l'~ge de 30 ans, la VO2max directe est sup6rieure & la VO2max indi- recte (P<0,001).

Page 5: Consommation maximale d'oxygène directe et indirecte. Fréquence cardiaque maximale réelle et théorique

~'02max et Fcmax r~elles et th~oriques 75

estimation s'accro~t avec l'~ge des sujets &udi6s; d 'autre part cette sous-estimation est li6e en grande partie ~t celle de la fr6quence cardiaque maximale /t partir de l'~ge de 30 ans.

L'estimation de la V.Oamax indirecte ~t partir de l'6preuve directe de la VO2max pr6sente l 'avantage de pouvoir comparer ces deux grandeurs chez un m~me sujet au m~me instant et en utilisant le m~me ergom&re. En effet, des travaux ant6rieurs avaient 6.galement montr6 une sous-estimation de la VOzmax 6valu6e par m&hode indirecte mais cer- taines &udes (Coleman, 1976; Glassford et al., 1965 ; McKay et Banister, 1976; Rowell et al., 1964) &aient criticables car elles comparaient des mesu- res directes effectu6es sur tapis roulant avec des m&hodes indirectes sur bicyclette. Or la masse mus- culaire mise en jeu au cours de la course est sup6- rieure ~t celle sollicit6e au cours du p~dalage, ce qui induit une valeur de la VO2max mesur6e sur tapis roulant, sup6rieure h celle obtenue sur bicyclette. Dans notre protocole, l 'utilisation de l 'ergocycle a pu dans certains cas, en particulier chez les jeunes enfants ou coureurs/t pied, limiter le niveau.de puis- sance du dernier palier. N6anmoins la VO2max directe reste toujours sup6rieure ~ la ~rO2max indi- recte dans cette population.

Nous avons choisi un rythme de p6dalage de 60 tours par min car la majorit6 de nos sujets et sur- tout les cyclistes ont de grande difficult6 ~ p6daler ~t un rythme aussi lent que celui pr6conis6 par ~strand (50 tours par min). MacKay et Banister (1976) ont montr6 qu 'un rythme de p6dalage dif- f6rent de celui utilis6 pour la construction de l 'aba- que pent modifier la valeur pr6dite de la VO2max. Si cette condition exp6rimentale peut justifier des divergences de faible amplitude entre les deux m&hodes directe et indirecte, elle ne pent en aucun cas expliquer des 6carts aussi importants que les 18 et 28% observ6s dans notre &ude.

A partir des donn6es de ce travail, nous avons 6galement calcul6 indirectement la VO2max ~t par- fir de la puissance m6canique. Ces valeurs sont stric- tement identiques h celles obtenues ~t partir de la consommation d'oxyg6ne du palier d'6chauffe- ment. Ceci t6moigne d 'un bon &alonnage de l'ergocycle, condition essentie!le pour une utilisa- tion correcte de l 'abaque d'Astrand-Ryhming ~t partir de la puissance m6canique.

La dur6e de l '~chauffement a &6 adapt6e ~t l'~ge du sujet : 5 min chez l 'enfant, sachant que la cin6- tique cardio-respiratoire permet d'obtenir habituel- lement un &at stable au bout de 2 min, et 10 min chez l 'adulte, sachant que quelque soient l'~ge et le niveau d'entrainement, cet &at stable est obtenu au bout de 5 min.

Dans le groupe des enfants et adolescents, la fr6- quence maximale th6orique n'est pas atteinte au cours des 6preuves maximales (200 vs 204 b- min-1). La m~me observation avait &6 faite au cours d'&udes que nous avions r6alis6es en parti- culier chez les enfants ~g6s de 7 ans (197 b.min-1) (Van Praagh et al., 1987), de 11 ans (204 b .min- 1) (Fellmann et al., 1986), de 12 ans (204 b .min- 1) et de 14 ans (196 b.min -1) (Fellmann et al., 1987). Ces r6sultats sont 6galement rapport6s par de nom- breux auteurs (Falgairette, 1987 ; Flandrois, 1981 ; Hermansen et Oseid, 1971). Cette discordance entre Fcmax th~orique et r6elle est souvent attribu6e

la difficult6 d'atteindre le niveau maximal chez les jeunes enfants (par manque de motivations ou de stimulations suffisantes). Cependant, les 6preu- ves de course sur tapis roulant (Falgairette, 1987) ou sur le terrain (Van Praagh et al., 1987) indui- sent des fr6quences maximales r6elles sup6rieures ~t celles obtenues sur ergocycle mais restant tou- jours inf6rieures aux fr6quences maximales th6o- riques.

Bien que la Fcmax r6elle soit tr.~s significative- ment inf6rieure ~ la th6orique, la VO2max directe est de 5% sup6rieure h la VO2max indirecte. Ce r6sultat n'est pas surprenant: en effet, la relation Fc-~0 "~O2max, base de la construction de l 'abaque d'Astrand, n'est pas identique chez l 'enfant et chez l 'adulte. L 'enfant pr6sente une fr6quence cardiaque plus 61ev6e que l 'adulte ~t une m~me intensit6 relative d'exercice (par exemple ~t 50% VO2max, Fc= 145 b.min -1 chez le garcon de 11 ans). Flandrois (1981) a &abli une nouvelle 6qua- tion, adapt6e ~t l 'enfant, reliant F c et % VO2max. Cette relation est comparable ~t celle que nous avons obtenue sur une population d'enfants d'~ge iden- tique 10-12 ans (Bedu et al., 1985):oFc= 1,126°70 VO2max+ 90,3. Le nomogramme d'Astrand n'est donc pas applicable aux jeunes ~g6s de moins de 15 arts, m~me si l 'on prend soin de corriger la valeur lue sur l 'abaque par le facteur de correction pr6co- nis6 par ~strand.

A l'hge adulte, la m&hode indirecte de VO2max sous-estime toujours tr6s significativement la m&hode directe. Ces r6sultats confirment ceux de la litt6rature. Davies (1968) estimait que pour une pr6cisiqn inf6rieure ~ 15 % seule la m&hode directe de la VO2max &ait satisfaisante. Rowell et al. (1964) indiquaient une sous-estimation de 27% chez un groupe de s6dentaires ~g6s de 18 ~ 24 ans et qui chutait h 14% apr6s 3 mois d'entralnement. Cette derni6re valeur est tout h fait comparable ~ celle observ6e dans notre groupe des 20-29 ans. La sous- estimation est de 11% et ne peut pas &re justifi6e par une diff6rence de fr6quence cardiaque maxi-

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male puisque Fcmax th6o.rique et r6elle sont iden- tiques. La valeur de la VOzmax directe obtenue dans ce groupe (55 ml -min - J .kg - 1) est sup6rieure /t celle de s6denta i res du m~me ~ge (45 m l . m i n - 1.kg- 1 l (~strand et Rodahl, 1980).

L ' abaque d 'Astrand est utilis6 indistinctement pour tousles sujets du m~me ~ge et du m~me sexe, quel que soit leur niveau d'activit6 physique, puis- que la relation F c - VO 2 est la m~me pour tous. C'est pourquoi Legge et Banister (1986) ont pro- pos6 un nouvel abaque 6tabli ~t partir de la relation F c (variation entre F c d'exercice.et F c obtenue par p6dalage ~ charge nulle) et %0 VO2max. Ce nou- veau nomogramme permet la distinction entre sujets s6dentaires et entra~n6s. D'apr6s ces auteurs, cette m&hode apptiqu6e ~ des sportifs s6dentaires de 20 ~ 29 ans am61iore la pr6diction de la VO2max.

Ind6pendamment de la fr6quence cardiaque, d 'autres facteurs peuvent modifier la valeur de la VO2max pr6dite. En particulier, l ' augmentat ion du volume d'6jection systolique fr6quemment observ6e chez les sujets entra~n6s permet 6galement une augmentat ion du d6bit cardiaque. De m~me, au niveau musculaire, une augmentat ion de la dif- f6rence art6rio-veineuse en 0 2, de la densit6 du r6seau capillaire et des activit6s enzymatiques inter- venant dans le m6tabolisme a6robie sont autant de facteurs pouvant am61iorer la VO2max.

Au-del~t de 30 ans, la sous-estimation de la , o

VO2max/~ partir de l ' abaque d Astrand, s 'accen- tue avec l '~ge (de 18 /l 28%).

Parallblement, la fr6quence cardiaque maximale r6elle est tr6s significativement sup6rieure /t la Fcmax th6orique. Cette diff6rence justifie en grande partie l 'erreur faite sur l 'est imation de la VO2max indirecte. Le maintien d 'une Fcmax 61e- v6e entre l '~ge de 30 ~ 69 ans r6sulte du choix de la populat ion 6tudi6e. Apr~s 40 ans, les sujets venant consulter it l ' Insti tut de biologie et m6de- cine du sport sont particulibrement motiv6s et pra- tiquent r6gulibrement une activit6 physique/~ une fr6quence sup6rieure ~t celle des s6dentaires du m~me hge: Ceci explique les niveaux 61ev6s de FcmaX et VO2max observ6s.

C o n c l u s i o n

Cette 6tude indi~ue que: - l ' abaque d 'Astrand 6tabli chez l 'adulte n 'est

pas transposable chez le jeune enfant et l ' ado- lescent;

- chez l 'adulte, la ~rO2max doit &re pr6f6ren-

tiellement mesur6e par m6thode directe, et l 'uti- lisation exclusive de l ' abaque d '~s t r and est tota- lement d6conseill6e pour les sportifs de plus de 30 ans.

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