Les limites à la V’O2max

Guido Ferretti

Département des Neurosciences FondamentalesUniversité de Genève

et

Dipartimento di Scienze Biomedichee Biotecnologie

Università di Brescia

La relation linéaire entre consommation d’oxygène et puissance atteint un plateau,

indicatif de l’existence d’une limitation

0 50 100 150 200 250 300 350 400 4500

1

2

3

4

5

6

maxmax

Co

nso

mm

atio

n d

'oxy

gèn

e (l

/min

)

Puissance (Watts)

Que limite la consommation maximale d’oxygène?

CONCLUSION GENERALE

La consommation maximale d’oxygène est limitée par la capacité du système

cardiovasculaire de transporter l’oxygène

Effects of autologous blood reinfusion(Ekblom et al, J. Appl. Physiol. 40: 379, 1976)

0.94

0.96

0.98

1

1.02

1.04

1.06

1.08

1.1

1.12

1 2

Rel

ativ

e V

O2m

ax o

r Q

max

VO2max

Qmax

Control Reinfusion

Le doping du sang, agissant spécifiquement sur le système de transport de l’oxygène, augmente V’O2max et Q’max

Que limite la consommation maximale d’oxygène?

CONCLUSION ALTERNATIVE

La consommation maximale d’oxygène est limitée par la capacité des fibres

musculaires d’utiliser l’oxygène

La cascade de l’oxygène appliquée à l’exercice maximal

From Taylor e Weibel, Respir. Physiol. 44, 1-10, 1981

Dans un système linéaire, la fraction de limitation du débit imposée par une résistance donnée est égale au rapport entre la résistance en question et la résistance

totale

FQ = 0.70au lieu de

0.50

Les predictions baséessur un système linéaire

ne marchent pas

Le systèmen’est pas linéaire

Respir. Physiol. 80: 113, 1990

Le comportement non-linéaire du système respiratoire est dû à la forme sigmoïdale de la

courbe de dissociation de l’hémoglobine

From di Prampero et Ferretti, Respir. Physiol. 80: 113, 1990

Conséquence: La chute de la consommation maximale d’oxygène en altitude est non-linéaire

0 20 40 60 80 100 120 140 1600.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

G = V/P

R = 1/G = P/V

60

504540353025

VO

2ma

x (

l/m

in)

PIO2 (Torr)

CONJECTURE

Le comportement non-linéaire du système respiratoire est dû à la forme sigmoïdale de la courbe de dissociation de l’hémoglobine

La chute de V’O2max en altitude est non-linéaire parce que le système respiratoire est non-linéaire

La courbe décrivant la chute de V’O2max en hypoxie est une image miroir de la courbe de dissociation de l’hémoglobine

CONSEQUENCE EXPERIMENTALE

VO2max en altitude diminue plus chez les athlètes que chez les non-athlètes, car à l’effort maximal ceux là, contrairement à ceux ci, sont déjà hypoxhémiques à niveau de mer à cause de l’effet Dempsey…

… quod erat demostrandum

0.10 0.15 0.20 0.25 0.30

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

S

F

E

S

a,O 2

I,O2 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

F

E

S

VO

2max

no

rmalis

ée

I,O2

From Ferretti et al, J. Physiol. 498: 231, 1997

Reinhold Messner au sommet du Mt. Everest, Mai 1978

A cause des différentes caractéristiques de la chute du V’O2max en hypoxie chez les athlètes et les non-athletes, les deux tendent à avoir le même V’O2max

au sommet du Mt. Everest…

E C0

1

2

3

4

5

Simulation, hypoxie aiguëAMREE

VO

2max

Niveau de mer

Everest

From West et al, J. Appl. Physiol. 55:688, 1983 et Ferretti et di Prampero, Respir. Physiol. 99:259, 1995

… ce qui expliquerait porquoi les alpinistes extrêmes ont réussi à atteindre les plus hauts sommets de la Terre

sans avoir un V’O2max élevé

Francesco Moser au Mexique, Janvier 1984

Cyclisme en altitude

Dans le cas du cyclisme, la plupart du travail mécanique est fait pour vaincre la résistance de l’air

CONSEQUENCE

Dans le cyclisme on obtient les meilleures performance en altitude qu’au niveau de mer

En altitude, la résistance de l’air diminue en proportion directe avec la pression barométrique.

Le VO2max en altitude diminue moins que la pression barométrique, à cause de la forme de la

courbe de dissociation de l’hémoglobine.

Mais les meilleures performance sur l’heure doivent tenir compte de l’effet Dempsey…

CONCLUSIONS

• La limitation du V’O2max est multifactoriale, où le rôle prédominant est joué par le système cardiovacsulaire (70%)

• Le comportement non-linéaire du système respiratoire est dû à la forme de la courbe de dissociation de l’hémoglobine

• A cause de l’effet Dempsey, la diminution du V’O2max en altitude est plus grande chez les athletes que chez les non-athlètes

• Il faut tenir compte de l’effet Dempsey chaque fois où l’on doit prédire les performance d’un athlète en altitude

Réinterprétation d’une expérience, 30 ans après

From : Cerretelli, J. Appl.. Physiol. 40: 658-667, 1976

Réinterprétation d’une expérience, 30 ans aprèsOxygen equilibrium curve

0

5

10

15

20

25

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

PO2 (m m Hg)

CO

2 (m

l/L)

)(

)(

.

11

vPPa

vCCab

bQGR

QQ