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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