Communication brève

Effet du déconditionnement suite à une chirurgiedu genou sur l’aptitude aérobie

Effect of deconditioning following a surgery ofthe knee on the aerobic fitness

N. Olivier a,b,*, J. Rogez a, S. Berthoin b, T. Weissland c

a Polyclinique de Riaumont, rue Entre-deux-Monts, 62800 Liévin, Franceb Laboratoire d’études de la motricité humaine–EA3608, université Lille 2, 9, rue de l’Université, 59790 Ronchin, France

c APS et conduites motrices–adaptations et réadaptation–EA3300, université Jules-Verne de Picardie, 80025 Amiens, France

Reçu le 15 mars 2005 ; accepté le 11 juillet 2005

Disponible sur internet le 11 août 2005

Résumé

Introduction. – L’objet de cette étude consiste à analyser les réponses cardiorespiratoires de 14 sportifs ayant bénéficié d’une interventionchirurgicale suite à une lésion du ligament antéroexterne du genou.

Méthodes et résultats. – À sept jours d’intervalle, deux épreuves triangulaires et maximales réalisées avec les membres supérieurs sontconduites avant et après opération. La chirurgie plus les quelques jours d’hypoactivité engendrent une rapide désadaptation à l’effort. Labaisse de la consommation maximale d’oxygène (7 % p < 0,05) et de la puissance maximale aérobie (8 % p < 0,05) est significative.

Conclusion. – Ces résultats pourraient inciter les rééducateurs à proposer un programme d’entraînement cardiorespiratoire en postchirur-gical.© 2005 Elsevier SAS. Tous droits réservés.

Abstract

Introduction. – The object of this study consisted in analysing the changes in cardiorespiratory fitness of fourteen sportsmen havingundergone a surgical operation following a lesion of the anterior cruciate ligament of the knee.

Methods and results. – Two triangular and maximum tests starting from the upper limbs were carried out before and after the operationwith 7 days of interval. The results showed that the operation followed by a few days of bed rest generates a fast and significant reduction inthe maximum oxygen consumption (–7%, p < 0.05) and peak aerobic power (–8%, p < 0.05).

Conclusion. – These results could encourage therapists to propose endurance training during rehabilitation protocols.© 2005 Elsevier SAS. Tous droits réservés.

Mots clés : Opération ; Alitement ; Ergomètre à bras ; Protocole de rééducation

Keywords: Surgical operation; Bed rest; Arm ergometer; Rehabilitation protocol

1. Introduction

Du fait de la popularité actuelle des activités physiques,des traumatismes liés au sport de loisir ou de compétition

sont observés de plus en plus souvent chez les individus detout âge. La rupture du ligament croisé antérieur externe(LCAE) prend une part prépondérante. Cette atteinte entraîneun manque de stabilité du genou et l’impossibilité de réalisercertains mouvements. La réparation chirurgicale est alorsvivement conseillée. Cette intervention engendre inévitable-ment une phase d’activité réduite source de déconditionne-

* Auteur correspondant.Adresse e-mail : nico.olivier@9online.fr (N. Olivier).

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ment du potentiel physique. Ces effets sont quantifiables dansles domaines musculaire et cardiorespiratoire [3]. L’ensem-ble de ces désadaptations conduit à une diminution de laconsommation maximale d’oxygène (VO2max) [1]. Toute-fois, les données issues des travaux portant sur l’alitementprolongé sont difficilement exploitables dans un contexte cli-nique. En effet, dans le cas particulier des sujets opérés dugenou, les patients ne sont pas en décubitus strict et la périoded’hypoactivité est relativement courte (cinq à six jours).L’objet de notre étude consistera à analyser les réponses car-diorespiratoires de sujets ayant bénéficiés d’une interventionchirurgicale programmée suite à une lésion du LCAE dugenou.

2. Matériels et méthodes

2.1. Population

Quatorze sportifs de niveau régional âgés de 25 ± 3,8 ansont participé à cette étude. Ils ont bénéficié d’une réparationchirurgicale de reconstruction du ligament croisé antéroex-terne du genou (techniques Kenneth Jones et Droit internedemi-tendineux). Pour l’ensemble des sujets, il s’est écouléen moyenne une période de 3,0 ± 0,2 mois de cessation desactivités sportives entre le traumatisme initial et la date opé-ratoire. Les sujets présentant un taux d’hémoglobine infé-rieur à 13 g/100 mL sont considérés anémiés et sont exclusde l’étude.

2.2. Protocole expérimental général

Une première épreuve d’effort est effectuée la veille de lachirurgie (Test PréOp). Les sportifs sont opérés le lendemainet restent environ six jours en convalescence à l’hôpital.Aprèscette phase d’hypoactivité en chambre, une seconde épreuveest réalisée (Test PostOp) afin d’analyser le déconditionne-ment physique. Les deux évaluations sont séparées de septjours.

2.3. Mesure des paramètres cardiorespiratoireset perceptifs

Les paramètres respiratoires (VO2 et VE) sont mesurés encontinu à l’aide d’un ergospiromètre à circuit ouvert de typeCPX (D) (Medical Graphics, Saint-Paul, Minnesota, États-Unis) et moyennés toutes les 30 secondes. L’activité cardia-que (FC) est enregistrée en continue par électrocardio-gramme (Quinton 710). Une identification des seuils

ventilatoires (SV1 et SV2) est réalisée à partir des méthodesde Wasserman (1973) et Beaver (1986). Avant les épreuves,une autoévaluation de la sensation de fatigue est effectuée àpartir de l’échelle analogique de Christensen (1982).

2.4. Les épreuves d’effort (Tests PréOp et PostOp)

Un ergomètre à membres supérieurs à manivelles (CybexMetabolic 300) est utilisé en positionnant l’articulation del’épaule des sujets à 10 cm au-dessus de l’axe de rotation desmanivelles. À partir d’une épreuve maximale triangulaire, lapuissance imposée de 50 W est augmentée toutes les minutespar paliers de 10 W. Lors du test PréOp, les fréquences demanivellage sont libres et enregistrées puis réutilisées et impo-sées à PostOp.

2.5. Statistiques

Les calculs statistiques sont réalisés avec le logiciel SYS-TAT 7.0. Les valeurs étudiées ont été comparées avant et aprèsl’hospitalisation à l’aide du test de Student pour échantillonsappariés. De la même façon, ce test a été utilisé pour compa-rer les valeurs de VO2 à chaque intensité de puissance d’exer-cice. Le seuil de signification a été fixé à p < 0,05.

3. Résultats

3.1. Paramètres maximaux

Les effets de l’hospitalisation sur les paramètres mesuréssont présentés dans le Tableau 1. Les sujets testés après l’opé-ration présentent des valeurs maximales cinématiques et car-diorespiratoires inférieures aux données initiales : baisse de8 % de la PMA (p < 0,05), de 7 % pour le VO2max (p < 0,05)et de 8 % pour VEmax (p < 0,05). Á l’inverse, les valeurs deperception de la fatigue augmentent en moyenne de 35 %(p < 0,05).Aucune différence n’est constatée pour la FC maxi-male.

3.2. Paramètres sous-maximaux

Les cinétiques de VO2 en fonction de la puissance de l’exer-cice sont représentées dans la Fig. 1. Après la chirurgie, lesvaleurs moyennes de VO2 sont significativement plus éle-vées, de 5 à 11 %. Avant chirurgie, SV1 et SV2 sont respec-tivement observés à des valeurs de puissance de 72 ± 4 et92 ± 7 W contre de 63 ± 5 et 83 ± 5 W après l’hospitalisation(Tableau 1).

Tableau 1Effet de l’intervention chirurgicale (n = 14)

Test PMA (watts) FCmax (batt par minute) VO2max (mL./kg par minute) VEmax (L par minute) SV 1 (watts) SV 2 (watts) ChristensenPréOp 116 ± 12,8 176 ± 6,1 29 ± 1,6 93 ± 8,2 72 ± 4,2 92 ± 7 4,8 ± 0,8PostOp 107* ± 12 175 ± 5,6 27* ± 2,6 85,5* ± 12 63* ± 4,7 83* ± 4,7 6,5* ± 0,9

Moyenne ± écart type ; puissance maximale aérobie (PMA) ; fréquence cardiaque maximale (FCmax) ; consommation maximale d’oxygène (VO2max) ; venti-lation maximale (VEmax) ; premier seuil ventilatoire (SV1) et second seuil ventilatoire (SV2). *p < 0,05.

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4. Discussion

Une durée de sept jours est suffisante pour noter une réduc-tion significative de la performance aérobie avec une diminu-tion des puissances maximales (PMA) et celles concomitan-tes à l’adaptation et l’inadaptation ventilatoire. Les moinsbonnes sensations à l’effort relevées à partir de l’échelle deChristensen traduisent le déconditionnement des patients.Convertino (1997) [1] a montré qu’il existe une relationlinéaire entre la durée d’alitement et la baisse d’aptitude aéro-bie �VO2max = 1,4-0,85 � ×nombres de jours d’alitement � � .En appliquant la formule, nous calculons une baisse de VO2max

de 4,5 %. Le niveau de condition physique des sujets testés etles protocoles d’évaluation peuvent expliquer de légères dif-férences de résultats. Cependant, ce protocole ne permet pasde connaître avec précision le facteur discriminant responsa-

ble de réduction. Nous pensons que cette diminution seraitessentiellement dépendante des jours d’hypoactivité plutôtque de l’opération. L’intervention chirurgicale réalisée pararthroscopie est la plus fréquente des techniques orthopédi-ques. Les incisions sont plus petites que pour la chirurgie àciel ouvert et peuvent être effectuées sans l’aide de garrotpneumatique [4]. Grâce à cette technique, les patients per-dent une très faible quantité de sang et le risque d’anémiepostopératoire est faible. La diminution des performancesaérobies serait due essentiellement à une diminution duvolume sanguin total (baisse du volume plasmatique) [2].Cette diminution pourrait avoir une influence sur la viscositédu sang entraînant une perturbation au niveau du retour vei-neux.

5. Conclusion

Cette étude nous a permis d’évaluer les réponses cardio-respiratoires de patients ayant bénéficié d’une chirurgie degenou. L’opération suivie de quelques jours d’hypoactivitéva engendrer une diminution significative de l’aptitude aéro-bie. Ce déconditionnement physique est à prendre en comptepar les praticiens hospitaliers dans la programmation de chi-rurgie chez des malades très déconditionnés et affaiblis.

Références

[1] Convertino VA. Cardiovascular consequences of bed rest: effect onmaximal oxygen uptake. Med Sci Sport Exerc 1997;29(2):191–6.

[2] Coyle EF, Hemmert MK, Coggan AR. Effects of detraining on cardio-vascular response to exercise: role of blood volume. J Appl Physiol1986;60:95–9.

[3] Saltin B, Blomqvist G, Mitchell JH, Johson RL, Wildenthal K, Chap-man R. Response to exercise after bed rest and after training. Circula-tion 1968;38(suppl 7):1–78.

[4] Scott GA, Jolly BL, Henning CE. Combined posterior incision andarthroscopic intra-articular repair of the meniscus. J Bone Joint Surg1986;68A:847–61.

Fig. 1. Évolution de la cinétique moyenne de la consommation d’oxygène(VO2) avant et après la chirurgie pour toutes les valeurs de puissances asso-ciées à l’ensemble de la population (n = 14). *p < 0,05.

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