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cience & Sports (2011) 26, 166—169

OMMUNICATION BRÈVE

uelles sont les limites de normalité du LIPOXmax ?eut-on le prédire sans effectuer de calorimétrie’effort ?hat are the limits of normality of the LIPOXmax? Can it be predictithout exercise calorimetry?

.-F. Bruna,b,∗, C. Halbeherb, C. Fédoua,b, J. Merciera,b

Inserm ERI25, EA 4202, bâtiment Crastes-de-Paulet, hôpital Arnaud-de-Villeneuve, 34295 Montpellier cedex 5, FranceUnité d’exploration métabolique (CERAMM), service central de physiologie clinique, CHU de Montpellier,ôpital Lapeyronie, 34295 Montpellier cedex 5, France

ecu le 10 juin 2010 ; accepté le 15 octobre 2010isponible sur Internet le 28 decembre 2010

MOTS CLÉSExercice ;LIPOXmax ;Oxydation des lipides

RésuméObjectif. — La calorimétrie d’effort (Caleff) permettant de cibler l’activité physique auLipoxmax, niveau de fréquence cardiaque et de puissance auxquelles l’oxydation lipidique estmaximale, nous avons cherché à déterminer : (1) si l’on peut « prédire » le Lipoxmax sans réaliserd’épreuve d’effort, en se basant seulement sur les puissances, fréquence cardiaque et VO2max

théoriques (Pmaxth, FCmaxth et VO2 maxth) ? (2) quelle est l’enveloppe des valeurs normales de cesparamètres de Caleff ?Patients et résultats. — Sept cent cinquante-neuf patients ont réalisé une Caleff à quatre paliersde six minutes avec détermination du Lipoxmax et du point de croisement (PCX). L’oxydation deslipides mesurée au Lipoxmax varie entre 38 et 1073 mg/min (médiane 189 ; limite de 25 % desvaleurs les plus basses (Linf25) : 140 mg/min). Le Lipoxmax survient entre 3,6 et 101,5 % de laP (médiane 29 % ; L : 22 %), soit à 64,01 ± 0,52 % de la FC (L : 58 %) ou 29 % de

maxth inf25 maxth inf25

la FCréserve, soit encore environ 45 % de VO2max. Un ciblage théorique à ces médianes ±5 % necorrespondrait au Lipoxmax dans 30—40 % des cas, c’est-à-dire que 60—70 % des patients neseraient pas entraînés au bon niveau. Le PCX est en moyenne à 32 % de la Pmaxth (médiane29,4 % ; Linf25 à 23,4 %).

∗ Auteur correspondant.Adresse e-mail : jean-frederic.brun@laposte.net (J.-F. Brun).

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de la Pmaxth ou inférieur à 58 % de la FCmaxth). En revanche, la Caleff reste indispensable pour

lipids (oxidation rate less than 140 mg/min LIPOXmax less than 22 % of the theoretical Pmax orless than 58 % of the theoretical FCmax). Thus EXCAL remains mandatory to determine theselevels that are distributed over a wide range of powers and are not predictable.

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© 2010 Elsevier Masson SAS

1. Introduction

En fonction de l’intensité de l’exercice, l’utilisation dessubstrats énergétiques se modifie. L’utilisation oxydativedes glucides augmente linéairement en fonction de la puis-sance et devient prédominante (> 70 %) au niveau du pointde croisement (PCX) [1]. L’oxydation des lipides décrit unecourbe en cloche dont le sommet est le LIPOXmax, [2]. Lamise au point de tests de calorimétrie d’effort (Caleff) [3]permet de déterminer niveau de fréquence cardiaque etde puissance auxquelles surviennent ces points.. Ce niveauest proposé pour cibler sur une base métabolique certainsentraînements en endurance. Nous avons cherché à déter-miner :

• si l’on peut « prédire » le Lipoxmax sans réaliser d’épreuved’effort, en se basant seulement sur les puissance (Pmaxth),fréquence cardiaque (FCmaxth) et et VO2max théoriques(VO2 maxth) ;

• quelle est l’enveloppe des valeurs normales de ces para-mètres de Caleff ?

2. Patients et méthodes

Ce travail porte sur 759 patients qui ont réalisé uneCaleff à quatre paliers de six minutes avec détermi-nation du LIPOXmax et du PCX. Ces patients avaient

un âge moyen de 40 ans (40 ± 3,29 ans), une taillemoyenne de 166 cm (166,35 ± 2,20 cm), et un poidsmoyen de 80 kg (80,27 ± 6,24 kg). Ils correspondent aurecrutement de notre service entre 2003 et 2007 et

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l s’agit donc de sportifs et d’obèses à réentraî-er.

La Caleff est réalisée à jeun pour établir la balance desubstrats énergétiques selon le protocole décrits par Pérez-artin et al. [3]. Ce protocole consiste en une épreuve àuatre paliers de six minutes chacun réalisé respectivement30, 40, 50 et 60 % de la puissance maximale prédite (PMP)

ur une bicyclette ergométrique reliée à un analyseur per-ettant l’analyse des échanges gazeux cycle à cycle et la

urveillance electrocardiographique ainsi que les mesurese VO2, VCO2 et QR. Apres le dernier palier de six minutes,eux à trois paliers courts d’une minute peuvent être réali-és pour atteindre les critères classiques de maximalité de’épreuve. Durant toute l’épreuve, une surveillance electro-ardiographique est réalisée.

À la fin de chaque palier, durant la cinquième et laixième minute, on relève les valeurs de VO2 et de VCO2,esurées chaque 30 secondes et celles-ci sont alors moyen-

ées. À partir de ces valeurs, il est possible de déterminera part respective d’oxydation des glucides et des lipides enppliquant la théorie de la calorimétrie indirecte à partir desaleurs moyennées de la sixième minute de chaque palier.e laps de temps correspond au moment ou la production deO2 à partir des bicarbonates pour compenser la productione lactate est devenue négligeable.

Le point ou l’oxydation lipidique culmine est leipoxmax. Ce point est calculé par lissage de la relation

(mg/min) = 1,694 VO2—1,701 VCO2 qui se simplifie en Lmg/min) = 1,7 VO2 (1-QR), ce qui pondère les erreurs sur

Quelles sont les limites de normalité du LIPOX max? 167

Conclusion. — Ces données définissent des valeurs seuil pour parler de diminution de l’aptitudeà oxyder les lipides (débit d’oxydation inférieur à 140 mg/min ou culminant à inférieur à 22 %

déterminer ces niveaux qui sont distribués sur une vaste plage de puissances et ne sont paspour l’instant prédictibles.© 2010 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.

KEYWORDSExercise;LIPOXmax;FATmax;Lipid oxidation;Crossover concept

SummaryAim. — Exercise calorimetry (EXCAL) allows to target physical activity at the level of theLIPOXmax, a level of heart rate and power at which lipid oxidation is maximal. We aimed at deter-mining: (a) whether one can ‘‘predict’’ the LIPOXmax without performing an exercise test, basedsolely on power, heart rate and theoretical VO2max data (Pmaxth, FCmaxth and VO2 maxth)?(b) what is the range of normal values of these EXCAL parameters?Patients and results. — Seven hundred and fifty-nine patients completed an EXCAL consisting offour steady state bouts of 6 minutes duration, with determination of the LIPOXmax and the cros-sover point (PCX). Lipid oxidation measured at the LIPOXmax ranges between 38 and 1073 mg/min(median 189; limit of the lowest quartile (Linf25): 140 mg/min). The LIPOXmax occurs between3.6 and 101.5 % of theoretical Pmax (median 29 %; Linf25: 22 %), or 64.01 ± 0.52 % of the FCmaxth

(Linf25: 58 %) or 29 % of the FC reserve. Targeting at the level of these theoretical values ±5 % willcorrespond to the actual LIPOXmax in 30—40 % of the cases, meaning that 60—70 % of patientsare not trained at the right level. The PCX is on the average at 32 % of the theoretical Pmax

(median 29.4 %; Linf25: 23.4 %).Conclusion. — These data define threshold values allowing to define a reduced ability to oxidize

es cinq points expérimentaux. Le point auquel les glucideseviennent le substrat préférentiellement oxydé représen-ant plus de 70 % de l’énergie est le PCX.

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% FCmax théorique

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Figure 1 Panneau du haut : puissance à laquelle survienent lepoint de croisement et le Lipoxmax (en % de la Pmaxth des formulesde Wasserman) ; en cartouche : répartition du débit d’oxydationlipidique mesuré à ce niveau ; panneau du bas : pourcentage dela Fcmaxth auquel survient le Lipoxmax. L’étalement de ces dis-tributions a pour conséquence l’impossibilité de cibler de facontp

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héorique sur ces niveaux sans les avoir déterminés au préalablear calorimétrie d’effort.

La VO2max a été calculée de manière indirecte par lesomogrammes d’Astrand grâce un logiciel permettant à par-ir d’une puissance, d’une fréquence cardiaque et d’unectificatif en fonction du sexe, de déterminer une « VO2max

rédite ».

. Résultats

a Fig. 1 résume les principaux résultats. L’oxydation desipides mesurée au Lipoxmax varie entre 38 et 1073 mg/minmédiane est 189 ; limite de 25 % des valeurs les plusasses (Linf25) : 140 mg/min). Le Lipoxmax survient entre,6 et 101,5 % de la Pmaxth (médiane 29 % ; Linf25 : 22 %), soit64,01 % ± 0,52 % de la FCmaxth (Linf25 : 58 %) ou 29 % de la

Créserve ce qui correspond à 44,5 % de la VO2max. Un ciblagehéorique à ces médianes ±5 % ne correspondrait au Lipoxmax

ans 30—40 % des cas, c’est-à-dire que 60—70 % des patientse seraient pas entraînés au bon niveau. Le PCX est enoyenne à 32 % de la Pmaxth (médiane 29,4 % ; Linf25 à 23,4 %)

oit environ 45 % de la VO2max.

. Discussion

e travail montre donc que le Lipoxmax [2] survient en

oyenne aux environs de 30 % de la Pmaxth, ce qui correspond64 % de la FCmaxth ou 29 % de la FCréserve soit à 45 % environe la VO2max. Le débit d’oxydation des lipides mesuré auiveau de ce Lipoxmax est lui aussi très variable, et distribué

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J.-F. Brun et al.

e facon non gaussienne selon une courbe assez étalée. LeCX de Brooks et Mercier [1] est retrouvé dans cette mêmeone, en moyenne à 32 % de la Pmaxth soit à 45 % environ dea VO2max. La mise en évidence de l’aspect étalé de ces dis-ributions statistiques implique qu’il n’est pas possible deéfinir à partir de données théoriques le niveau réel de cesones de transition si l’on désire les utiliser pour le réen-raînement. Un ciblage théorique à ces médianes ± 5 % neorrespondrait au Lipoxmax dans 30—40 % des cas, c’est-à-ire que dans 60—70 % les patients ne seraient pas entraînésu bon niveau.

La démarche que nous proposons pour cibler le réentraî-ement est basée sur un ciblage individuel par la Caleff.es paliers courts de six minutes utilisés au cours de cettexploration permettent d’obtenir un état stable néces-aire aux calculs calorimétriques, et les valeurs d’oxydationipidique calculées sur les cinquième et sixième minutes’un palier concordent avec la mesure du débit qui seraitbservé sur 45 minutes réalises en plateau au même niveau.’autres auteurs proposent des paliers de trois minutes,e qui permet d’avoir davantage de points expérimentauxour décrire la courbe en cloche du débit d’oxydationes lipides [2], mais cette méthode validée chez le sujetportif pose des problèmes chez les patients sédentairesui atteignent moins rapidement un état stable [4]. Lesonnées préliminaires sur le réentraînement en enduranceiblé au Lipoxmax chez l’adulte obèse présentant un syn-rome métabolique, le diabétique de type 2, l’adolescentbèse, montrent de facon constante une augmentation de’utilisation des lipides à l’effort, une perte de masse grasse,t un maintien ou une augmentation de la masse maigre [2].n revanche, des entraînements ciblés volontairement auessus de cette zone d’oxydation des lipides ont des effetsien différents [2]. Alors que pour le groupe à basse intensité’oxydation des lipides et des glucides reste inchangée après’entraînement, l’oxydation des lipides est diminuée et cellees glucides augmenté pour le groupe haute intensité.

Il reste bien sur à démontrer sur des séries plus impor-antes que ce réentraînement ciblé au LIPOXmax est plusfficace qu’un réentraînement en endurance codifié sur desases théoriques comme on le pratique plus généralement,ais les données du présent travail fournissent, d’une part,es valeurs seuil pour parler de diminution de l’aptitude àxyder les lipides (débit d’oxydation < 140 mg/min ou culmi-ant à < 22 % de la Pmaxth ou < 58 % de la FCmaxth), et d’autreart indique qu’un tel réentraînement ne peut être mis enuvre de facon vraiment ciblée qu’après réalisation d’une

aleff puisque ces niveaux sont distribués sur une vastelage de puissances et ne sont pas prédictibles.

Il sera intéressant de rechercher davantage à mettre auoint des prédictions de puissance ou de FC correspondantu Lipoxmax pour permettre de pratiquer ces réentraîne-ents sur une large échelle.La série de sujets utilisés dans ce travail mérite quelques

ommentaires. Il s’agit de 759 sujets « tout venant » exploréans notre unité. Cette série comprend donc des patientsbèses, diabétiques, sidéens, psychotiques neuroleptisés,insi que plus de 200 sportifs de différents niveaux. Ce n’estas une série témoin constituée à partir de sujets sélec-

ionnés, mais un regroupement dans lequel se retrouventes sujets fortement glucodépendants (les patients séden-aires présentant des troubles métaboliques) et des sportifs

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Quelles sont les limites de normalité du LIPOX max?

endurants. La Linf25 % utilisée pour définir la frontière desvaleurs basses n’est donc pas définie à partir de la courbede Gauss, mais à partir de la densité de distribution, sansprésupposé sur le caractère normal ou non de la distribution.Les diagrammes de distribution montrent qu’il ne se dessinepas de seuil évident et que la distribution est continue. Ilsera intéressant bien sur d’affiner l’étude de cette distribu-tion dans des groupes bien définis, ce qui pourrait permettred’avancer dans le développement d’équations prédictivesdu Lipoxmax.

Au total ce travail fournit des points de repère pour inter-préter les résultats de Caleff par rapport à l’ensemble dela population de sujets subissant ce type d’explorations,mais ne permet pas à ce stade de définir des « recettesthéoriques » de ciblage qui permettraient d’initier un réen-traînement au Lipoxmax sans avoir effectué de Caleff. De

nouveaux travaux seront nécessaires pour avancer danscette direction. En l’état actuel des connaissances uneCaleff est nécessaire pour réaliser ce réentraînement ciblésur l’oxydation des lipides.

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onflit d’intérêt

ucun.

éférences

1] Brooks GA. J Mercier.Balance of carbohydrate and lipid utiliza-tion during exercise: the ‘‘crossover’’ concept. J Appl Physiol1994;76:2253—61.

2] Brun JF, Jean E, Ghanassia E, Flavier S, Mercier J. Metabo-lic training: proposals for new paradigms of exercise trainingin metabolic diseases using individual targeting with exercisecalorimetry. Ann Readapt Med Phys 2007;50:528—34.

3] Perez-Martin A, Dumortier M, Raynaud E, Brun JF, Fédou C,Bringer J, et al. Balance of substrate oxidation during sub-maximal exercise in lean and obese people. Diabetes Metab2001;27:466—74.

4] Bordenave S, Flavier S, Fédou C, Brun JF, Mercier J. Exercisecalorimetry in sedentary patients: procedures based on short3 min steps underestimate carbohydrate oxidation and overes-timate lipid oxidation. Diabetes Metab 2007;33:379—84.