[PDF] PHYSIOLOGIE DE LEXERCICE Sédentaire. QC = 100 x

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PHYSIOLOGIE DE L"EXERCICE

Dr grillon jean-Luc

Médecin Conseiller

Direction Régionale et départementale

de la Jeunesse et des Sports

Champagne-Ardenne et Marne

6 formes d"énergie

nucléaire chimique mécanique électrique thermique lumineuse PREMIERE LOI DE LA THERMODYNAMIQUEEnergie ni créée, ni détruite

Transformation d"une forme en une autre

MONDE VIVANT ET ENERGIE

Soleil ( très haute température ) fusion nucléaire énergie lumineuse lipides protéines H2oÉnergie chimique plantes glucose

Chez l"Homme

+ O 2 CO 2 glucose chlorophylle

OXYDATION DU GLUCOSE

C 6H 12O 2 + 6O 2 6 CO 2 + 6 H 2O

énergie

Énergie

30% 38 %

Mécanique

ATP chaleur chaleur ( 70% ) ADP

DETERMINANTS DE LA VO

2MAX -VO

2= Q C x d ( a - v ) O

2 Q c= V.E.S. x F.C -V.E.S. = volume d"éjection systolique-F.C. = fréquence cardiaque-d ( a - v ) O

2= différence artério -

veineuse en oxygène

VO2 AU REPOS

-Sédentaire Q

C= 70 x 70 = 5l / min.

d ( a - v ) O

2= 0.2 - 0.15 = 0.05 l d"O

2/ l de sang

VO

2= 0.250 l / min.

-Entraîné Q

C= 100 x 50 = 5 l / min.

d ( a - v ) O

2= 0.2 - 0.15 = 0.05 l d"O

2/ l de sang

VO

2 = 0.250 l / min.

VO2 à L"EFFORT MAXIMAL

- Sédentaire Q

C= 100 x 200 = 20l / min.

Δ ( a - v ) O

2= 0.2 - 0.05 = 0.15 l d"O

2/ l de sang

VO

2Max = 3l / min.

( soit pour un sujet de 70 kg : VO

2Max = 3 / 70 x 1000 = 43ml / min. / kg )

- Entraîné Q

C= 150 x 200 = 30l / min.

Δ ( a - v ) O

2= 0.2 - 0.03 = 0.17l d"O

2/ l de sang

VO

2Max = 5.1l / min.

( soit pour un sujet de 70 kg : VO

2Max = 5.1 / 70 x 1000 = 73 ml / min. / kg )

RENDEMENT MACHINE

HUMAINEEx: ergocycle : 200 W

VO 2 : 2.5 l / minute

Equiv. Énerg. Litre d"O

2= 5 Kcal

dépense 5 x 2.5 = 12.5 Kcal / min. Soit 208 cal / sec.

1 cal. = 4.18 J

dépense 208 x 4.18 = 870 Watts

1 W = 1 J / sec.

Rendement D = 200 / 870 = 23%

RELATION ENERGIE, VITESSE, ET

COÛT ENERGETIQUE

V ( vitesse ) = E ( puissance métabolique développée )C ( coût énergétique du déplacement )

Pour augmenter

V augmenter E ou diminuer C ( ou les 2 simultanément )

CONDITIONS MAXIMALES

E

Max =

E an t - 1 +

PMA - PMA

( b ) t -1 Anaérobie lactique Puissance Vo2 Max non obtenue et alactique Maximale au début de l"exercice

Aérobie 10% de E Max à 40""

1.5 % de E Max à 10"

CONDITIONS MAXIMALES

AEROBIES ( 4" à 10" )V.M.A. = VO

2Max C

CONDITIONS D"ENDURANCE

V end = F. VO 2 Max C F = 1 si effort < 10" ( V. BILLAT, 1988 ) F diminue ensuite Facteur limitant de l"effort ( notion de seuil anaérobie pour efforts de 10"à 1h ) FACTEURS LIMITANTS ( 1 )Efforts de 10"" - réserves ATP + CP - technique Efforts de 4 à 10" - Puissance voie anaérobie ( P.F.K. = enzyme limitante - Puissance aérobie ( alpha cetoglutarate deshydrogenase = enzyme limitante )

FACTEURS LIMITANTS ( 2 )

Efforts de 10" à 1h : seuil anaérobie

( détection par méthodes sur protocole de 20 à 25" ) Efforts de 1h à 3h : dépletion en glycogène Efforts de + de 3h : Médiateurs cérébraux de la fatigue ( serotonine, tryptophane )

CARACTERISTIQUES D"UN PROTOCOLE- Type d"ergomètre ( cycloergomètre, tapis roulant, ergorameur, etc ....)

- Palier de départ - Durée des paliers - Incrémentation - Présence de pauses ( actives ou passives ) - Récupération

Paramètres mesurés

■Vitesse ou puissance ■Fréquence cardiaque (F.C.), et pression artérielle (P.A.) ■Tracé E.C.G. : 12 dérivations au départ (ergocycle) Simplification ensuite ■Fréquence respiratoire : (F.R.) ■Volume courant : (V.T.) ■Débit ventilatoire (E) ■Consommation d"oxygène ■Débit de production de CO 2(VCO 2) ■Quotient respiratoire (Q.R.) ■Lactatémie

1 exemple de méthode invasive avec

protocole triangulaire

Protocole

- Cycloergomètre ou tapis roulant - Palier de départ : 100 à 150 watts ( ou 8 ou 10 km / h ) - Durée des paliers : 3 ou 4" - Pauses : 1" environ (recueil sang artérialisé) - Incrémentation : 50 watts ( ou 2 km / h ) - Tapis : pente 3%

Courbe obtenue (exemple)

1 exemple de méthode non invasive avec

protocole triangulaire. ■protocole cycloergomètre ou tapis roulant■ palier de départ : 105 ou 120 Watts (8 ou 10 Km/h) palier de 1" pause = 0 incrémentation 15 W (ou 0,5 Km/h) ■courbes obtenues

Relation entre le pourcentage de

la VO

2Max (ou % âge de P.M.A.) et

pourcentage de F.C. Max

Métabolisme acide lactique

Glucose Acide pyruvique acetylCOA LDH

Lactate Acide Lactique

(ex : Lactate de Na) H+

Début de l"effort

■Activité LDH >>> activité enzymes oxydatives

Formation de lactate ++ quand apparaît

un excès de pyruvate = Lactate précoce

Devenir du Lactate

■Transport facilité (protéine transporteuse) ■2 voies d"élimination ( ou consommation)

20% 50 à 80%

coeur oxydation muscles squelettiques neoglucogénèse foie

Lactatémie

C"est la résultante des débits de production et de consommation de l"acide lactique au niveau de l"organisme■production > consommation + de lactatémie ■Consommation > production - de lactatémie ■production = consommation Etat stable dynamique(Turn-over X par 3)

■Un muscle, une partie de muscle peut être producteur puis consommateur de lactate en fonction de sa sollicitation.

Evaluation lactatémie pour

des efforts de 15"

Valeurs lactatémie

■repos : 1mmol / l■effort maximal : 15 voire 20 mmol / l■A l"état stable dynamique, la lactatémie

peut être de 2, 4, 6 voire 10 mmol /l

Facteurs influençant la lactatémie (1)

pour une même intensité d"effort

Différences inter-individuelles

Protocole d"effort

. incrémentation > 30 w . pause préalable (active ou passive) Efforts préalable < 48h : diminution de lalactatémie

Augmentation de l" intensité au seuil

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