Évaluation du métabolisme aérobie

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    30-Dec-2015

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valuation du mtabolisme arobie. Raphal LECA UE 57 Physiologie Centre Universitaire Condorcet Le Creusot. I. La consommation maximale doxygne (VO 2 max). 1.1 Rappels thoriques : dfinition. - PowerPoint PPT Presentation

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  • valuation du mtabolisme arobieRaphal LECA UE 57 PhysiologieCentre Universitaire Condorcet Le Creusot

  • I. La consommation maximale doxygne (VO2 max)1.1 Rappels thoriques : dfinitionLa consommation maximale doxygne (le VO2max) est la quantit maximale doxygne quun individu peut consommer par unit de temps dans des conditions dexercice qui sollicitent totalement son systme cardiovasculaire.

  • I. La consommation maximale doxygne (VO2 max) Elle dpend des possibilits de prlvement (au niveau pulmonaire), de transport (au niveau cardiovasculaire), et dutilisation (au niveau musculaire) de loxygne ncessaire aux oxydations. 1.1 Rappels thoriques : dfinition En valeur absolue, elle sexprime en l/min, et en valeur relative, elle sexprime en ml/min/kg (rapporte au poids corporel).

  • volution de la consommation doxygne en fonction de la vitesse de course

  • Le VO2 augmente trs rapidement ds le dbut de l'exercice (composante rapide) puis plus lentement (composante lente) jusqu' atteindre un tat d'quilibre. Cet tat dquilibre peut tre maintenu 3-4 min. chez le sujet sdentaire, et jusqu 10 min. chez le sujet trs entran.

  • I. La consommation maximale doxygne (VO2 max) A VO2max correspond : 1.1 Rappels thoriques : VO2max, PMA et VMA une puissance exprime en Watts la Puissance Maximale Arobie (PMA) = puissance de travail maximale que le sujet dveloppe VO2max ; une vitesse de dplacement exprime en km/h la Vitesse Maximale Arobie (VMA) = vitesse limite du sujet lorsquil a atteint VO2max.

  • I. La consommation maximale doxygne (VO2 max) Les valeurs moyennes sont de : 1.1 Rappels thoriques : valeurs chez lhomme : 3 l/min soit environ 45-50 ml/min/kg. chez la femme : 2-2.5 l/min soit environ 35-40 ml/min/kg.

  • I. La consommation maximale doxygne (VO2 max) Les valeurs maximales (chez lathlte spcialis dans les disciplines dendurance) sont de : 1.1 Rappels thoriques : valeurs chez lhomme : 5,5 l/min soit environ 90 ml/min/kg (p = 60 kg). chez la femme : 4 l/min soit environ 75 ml/min/kg (p = 50 kg).

  • Consommation maximale doxygne dans diffrents sports

  • I. La consommation maximale doxygne (VO2 max)VO2max est en partie corrl la perf. dans les efforts de moyenne et de longue dure (courses de demi-fond surtout). 1.1 Rappels thoriques : VO2max et performanceMais ce nest pas le seul paramtre de la perf. dans les efforts dendurance importance aussi de lendurance arobie et du cot nergtique du mode de dplacement (conomie de la foule, ou efficience du coup de pdale).

  • I. La consommation maximale doxygne (VO2 max)1.2 Mthodes directes de dtermination Les mthodes directes consistent mesurer, en laboratoire (sur ergocycle ou tapis roulant), les changes gazeux respiratoires. Lquation de base de ces mthodes directes est la suivante :VO2 = VE X (FI O2 - FE O2) consommation ventilation fraction fraction doxygne par minute inspiratoire expiratoire en oxygne en oxygne

  • I. La consommation maximale doxygne (VO2 max)1.2 Mthodes directes de dtermination VO2 est alors mesur en continu ou la dernire min. des paliers. En gnral, on utilise des protocoles triangulaires (incrments ou en escaliers): la puissance dex. crot par paliers de 1 2 min. sans repos entre les diffrents paliers, jusqu lpuisement du sujet.

  • I. La consommation maximale doxygne (VO2 max)1.2 Mthodes directes de dterminationLa consommation doxygne est considre comme maximale si plusieurs critres sont runis (Lacour et Flandrois; 1977): FC proche de sa valeur thorique selon lge (FC max = 220 ge 10 bpm); Plafonnement de VO2(la relation tend vers une asymptote) Quotient respiratoire (VCO2 / VO2) sup. 1,1. Lactatmie gale ou sup. 9 mM/l de sang;

  • Exemple de test VO2max en mthode directe en laboratoireTaille = 170 cm Poids = 65 kgAge = 23 ansPuissance au dernier palier = 360 W 5.5 W/kg.FC au dernier palier = 197 bpmVO2 au dernier palier (VO2max) = 4.45 l/mn 68.5 ml/mn/kg. On remarque la relation linaire entre la puissance dexercice et la frquence cardiaquePaliers de puissance(incrmentation 30 W toutes les 2 min.)

  • Taille = 176 cm Poids = 73 kgAge = 22 ansPuissance au dernier palier = 400 W 5.5 W/kg.FC au dernier palier = 187 bpmVO2 au dernier palier (VO2max) = 5.01 l/mn 68.6 ml/mn/kg. On remarque la relation linaire entre la puissance dexercice et la frquence cardiaqueExemple de test VO2max en mthode directe en laboratoirePaliers de puissance(incrmentation 30 W toutes les 2 min.)

  • Taille = 183 cm Poids = 69 kgAge = 20 ansPuissance au dernier palier = 400 W (30 seulement) 5.8 W/kg.FC au dernier palier = 202 bpmVO2 au dernier palier (VO2max) = 4.98 l/mn 72.2 ml/mn/kg. On remarque deux droites de relations entre la FC et la puissance12Exemple de test VO2max en mthode directe en laboratoirePaliers de puissance(incrmentation 30 W toutes les 2 min.)

  • I. La consommation maximale doxygne (VO2 max)1.3 Mthodes indirectes de laboratoireLes mthodes indirectes de dtermination consistent mesurer, non pas directement lvolution de la consommation doxygne, mais un autre paramtre avec lequel elle volue linairement : soit la puissance exprime en Watts dans le cas de tests utilisant un ergomtre en laboratoire (ergocycle, tapis roulant, rameur) ; soit la vitesse exprime en km/h dans le cas de tests de terrain.

  • I. La consommation maximale doxygne (VO2 max)1.3. Mthodes indirectes de laboratoireDeux types dpreuve peuvent tre distingues : une preuve maximale reproduisant le protocole triangulaire de mesure de VO2max, mais en relevant la PMA ou la VMA produite au dernier palier ; une preuve sous-maximale estimant VO2max sur la base des relations qui unissent la frquence cardiaque, la puissance dveloppe, et la consommation doxygne.

  • I. La consommation maximale doxygne (VO2 max)1.3.1 preuves maximales arobieCette mthode consiste reproduire le protocole de mesure directe de VO2max, pour enregistrer la puissance dveloppe au dernier palier. Cette valeur donne la PMA, qui permet ensuite destimer VO2max sur la base de la formule suivante :VO2max = (13,5 X PMA + 100) / poids ml/min/kg Watts kg

  • volution de la frquence cardiaque en fonction de la puissance de lexercice ( PMA ici autour de 410 Watts)

  • I. La consommation maximale doxygne (VO2 max)1.3.1 preuves maximales arobieInconvnients de cette mthode : Marge derreur de lordre de 10% car le rendement mcanique nest pas connu (il varie entre 20 et 25%); Pnibilit pour le sujet motivation ncessaire pour obtenir des rsultats fiables. Fiabilit + ou des donnes chiffres fournies par lergomtre (Puissance en Watts) ;

  • I. La consommation maximale doxygne (VO2 max)1.3.2 preuves sous-maximales arobie (Astrand, 1954)Ces mthodes sont fondes sur des corrlations statistiques entre la puissance, la FC et la VO2. Ces corrlations permettent destimer VO2max sans que le sujet natteigne sa consommation maximale doxygne.

  • I. La consommation maximale doxygne (VO2max)1.3.2 preuves sous-maximales arobie (Astrand, 1954)Ces mthodes reposent sur les deux hypothses suivantes : il existe une relation linaire entre la FC et VO2. Statistiquement, un % donn de VO2max correspond une FC : % VO2max = 0,77 X FC 48,6 comme VO2max PMA FC max, V02max peut tre extrapol partir de la FC max qui est pratiquement la mme au sein d'une population homogne de mme ge (de lordre de 220 ge).

  • I. La consommation maximale doxygne (VO2 max)1.3.2 Epreuves sous-maximales arobieL'preuve consiste faire pdaler le sujet pt 6 min une puissance constante (environ 2 W/kg). La FC est mesure la dernire min. quand l'tat est considr comme stable. Elle doit tre aux environs de 150 bpm.

    Ces relations, tablies sur des groupes de sujets jeunes et bien entrans, ont donn lieu la construction de nomogrammes dont le plus connu est celui dAstrand et Ryhming (1954).

  • Nomogramme dAstrand et Ryhming (1954)

  • I. La consommation maximale doxygne (VO2 max)1.3.2 preuves sous-maximales arobieInconvnients de cette mthode = marge derreur de lordre de 10 20 %: car le rendement mcanique nest pas connu (variations entre 20 et 25%) ; diffrences interindividuelles concernant les valeurs de FC max estime : 220 ge +/- 10 bpm. fiabilit des puissances fournies par lergomtre ;

  • I. La consommation maximale doxygne (VO2 max)1.3.2 preuves sous-maximales arobieDeux adaptations possibles de cette mthode pour la rendre plus fiable : lerreur destimation de VO2max est rduite si on se rfre non pas une relation tablie pour un groupe, mais une relation individuelle tablir la droite reliant la FC la puissance dveloppe, toujours pour une preuve sous-max.; effectuer un calibrage de la frquence cardiaque maximale en organisant une preuve maximale (possible sur le terrain).

  • Relev des FC diffrentes puissance dun effort sous-maximal 2 points peuvent suffire pour tablir une droite, dont lintersection avec la FC admise pour lge du sujet donne une valeur individuelle estime de VO2maxPuissance en WattsFrquence cardiaque en RPM460440420400380360340320300280260240220200180160140120100

    100 105 110 115 120 125 130 135 140 145 150 155 160 165 170 175 180 185 190 195 200 205 xxPMA estime = 340 watts donc VO2max = 67 ml/mn/kg pour p = 70 kgFC max = 220 - ge

  • I. La consommation maximale doxygne (VO2 max)1.4 preuves de terrainCes mthodes reposent sur lorganisation dune preuve permettant une valuation de la vitesse maximale arobie (VMA). VO2max est ensuite extrapol partir de la valeur de VMA obtenue.

  • I. La consommation maximale doxygne (VO2 max)1.4.1 Le test de CooperTest continu (rectangulaire) qui consiste courir la plus grande distance possible (d) en 12 minutes sur une piste dathltisme. La consommation maximale doxygne est estime partir de la distance, par lquation suivante:VO2max = 22,351 X d - 11,288 ml/min/kg km

  • I. La consommation maximale doxygne (VO2 max)1.4.1 Le test de CooperVMA = distance / 100 km/h mInconvnients de ce test : allure laisse au choix du coureur donc pas forcment rgulire (pb de gestion de leffort) ; la plupart des sujets ne peuvent maintenir VO2max sur 12 min. (ce test mesure aussi lendurance arobie du sujet). Dou lutilisation dun autre test : le demi-Cooper

  • I. La consommation maximale doxygne (VO2 max)1.4.2 Lquation de prdiction de Margaria et al. (1975)Estimation de VO2max partir dune preuve de course allure max. sur une distance suprieure 1000 m (afin que le mtabolisme arobie soit prdominant).

  • I. La consommation maximale doxygne (VO2 max)1.4.2 Lquation de prdiction de Margaria et al. (1975)Si d > 5000m ou t > 10 min. :VO2max = (d + 30 X t) / 5 X t ml/min/kg m min. min.Margaria prvoit deux quations selon la distance choisie (variation de la participation du mtabolisme anarobie) :Si d < 5000m ou t < 10 min. :d = 5 (VO2max 6) X t + 5 VO2max m ml/min/kg min. ml/min/kg

  • I. La consommation maximale doxygne (VO2 max)1.4.2 Test de Lger-Boucher (1980)preuve qui sinspire du protocole triangulaire de mesure de VO2max en labo. Il sagit pour les coureurs de suivre la vitesse indique par une bande sonore pr-enregistre, celle-ci tant incrmente de 1km/h toutes les 2 min ( partir de 8 km/h).

    chaque son, il faut tre positionn au niveau de lun des repres placs tous les 50m le long dune piste de 400m.

  • I. La consommation maximale doxygne (VO2 max)1.4.2 Test de Lger-Boucher (1980)VMA correspond alors la vitesse atteinte au numro du palier et VO2max peut tre calcul partir de lquation suivante (selon Lger et Mercier, 1983):VO2max = 3,5 X V ml/min/kg km/h Lpreuve est interrompue lorsque le coureur ne parvient plus suivre la vitesse impose(= nest plus au niveau du repre).

  • I. La consommation maximale doxygne (VO2 max)1.4.2 Test de Lger-Boucher (1980)Variantes au Lger-Boucher : lpreuve de course navette de Lger et Lambert (1982): preuve qui procde par des navettes aller-retour, entre deux plots espacs de 20 m (facilit dutilisation mais relances constantes ncessaires). le VAM-val de Cazorla et Lger (1992): mme protocole que Lger-Boucher, mais la vitesse est incrmente de 0,5 km/h toutes les mn depuis 8.5 km/h (VMA obtenues plus prcises).

  • I. La consommation maximale doxygne (VO2 max)1.4.3 preuve de Brue (1985)Il sagit de suivre un livre cycliste dont la vitesse est trs rigoureusement impose (braquet et frquence de pdalage). Lallure est augmente de 0,25 0,30 km/h toutes les 30 selon les paliers (vitesse de dpart = 6,5 km/h). VO2max = 3,5 X V ml/min/kg km/hVMA correspond au dernier palier complt, et VO2max peut tre estim selon lquation de Lger et Mercier (1983):

  • I. La consommation maximale doxygne (VO2 max)1.4.4 preuve 45/15 de GaconCest un test intermittent dont le principe est de raliser 45 deffort puis 15 de rcup. Il sagit de parcourir une successions de distances donnes correspondant une vitesse impose de + en + leve. La vitesse crot de 0.5 km/h par cycle dune minute.Lorsque le coureur narrive pas au repre au sol impos, il sarrte et note le palier. La dernire vitesse maintenue est la VMA.

  • 45/15 de Gacon

  • I. La consommation maximale doxygne (VO2 max)1.4.5 Le TUB II de Cazorla (1990)Cest un test intermittent intensit progressive dont le principe est de raliser des paliers de 3 min spars par un intervalle de repos de 1 min. sur une piste balise par des plots tous les 20 mtres.Le progression est de 8, 10, 12 km/h, puis 13, 14, 15, 16, 17, 18 km/h. Un retard sur 3 ou 4 plots conscutifs marque larrt du test.

  • I. La consommation maximale doxygne (VO2 max)1.4.6 Remarque sur les preuves de terrainCes tests peuvent conduire une surestimation de la VMA en raison de limpossibilit de savoir partir de quelle vitesse la consommation doxygne plafonne. V.Billat (1998) propose de vrifier VMA par un test rectangulaire de temps limite VMA, celui-ci devant tre soutenu au moins 3 minutes.

  • II. Lendurance arobie2.1 Rappel thorique : dfinitionsSelon Jrgen Weineck (1992) , lendurance est la capacit psychique et physique que possde lathlte pour rsister la fatigue. Lendurance arobie peut se dfinir comme la capacit dutiliser un pourcentage le plus lev possible de sa consommation maximale doxygne sur une dure la plus longue possible.

  • II. Lendurance arobie2.1 Rappel thorique : dfinitions La zone de transition arobie-anarobie correspond lintensit de lexercice pour laquelle la contribution du mtabolisme anarobie la fourniture dnergie augmente rapidement, avec une augmentation brutale des concentrations sanguines en acide lactique (lactatmie). Cette zone est co...

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