VO2max les promesses du présent : les dernières découvertesVO2max les promesses du présent : les dernières découvertesVO2max les promesses du présent : les dernières découvertesVO2max les promesses du présent : les dernières découvertes

Nos travaux récents nous montrent que VO2max peut être maintenu à 100% très longtemps et même sur le

Marathon. La différence de performance au plus haut niveau se fait sur VO2max voire même sur la capacité

anaérobie, les deux métabolismes étant dépendant l’un de l’autre. Etre endurant à VO2max nécessite une grande

capacité anaérobie qui va vous permettre d’être performant sur le marathon en pouvant varier votre vitesse de course.

Nous vous donnons les bases de la connaissance de la signification physiologique de VO2max.

Nous vous donnerons la suite de ces bases et des nouveautés au rythme de votre fréquentation de la rubrique et de

vos questions et participation.

Les uns font les autres et nous avons besoins de sentir que vous êtes attentifs et que nous vous sommes utiles.

VO2max : Les BASESVO2max : Les BASESVO2max : Les BASESVO2max : Les BASES

1°) Premier critère de l’évaluation du métabolisme aérobie : La puissance maximale aérobie correspondant à

l’intensité d’un exercice à la consommation maximale d’oxygène (VO2max)

Le métabolisme aérobie fait intervenir l’oxygène pour la resynthèse d’ATP à partir de la dégradation complète des

glucides et lipides en eau et gaz carbonique. Afin d’évaluer jusqu’à quelle puissance ou vitesse d’exercice ce

métabolisme peut encore satisfaire les besoins énergétiques par unité de temps, on mesure la consommation

d’oxygène du sportif en calculant la différence entre la concentration d’oxygène qu’il a prélevé dans l’air ambiant

inspiré et celle de l’air que le sujet a expiré.

Ce concept de mesure de la consommation d’oxygène date du début de siècle, ainsi que le montrent des photos

anciennes, la mesure (déjà très précise) se faisait grâce à l’analyse de l’air expiré dans de grands sacs de caoutchouc

(appelés “sacs de Douglas”, nom d’un physiologiste du début de siècle). En effet, pour consommer 4 litres d’oxygène

à la minute à l’exercice intense (0,3 l/min au repos), l’homme doit ventiler environ 140 litres d’air. A présent les

analyseurs automatiques mesurent en temps presque réel la consommation d’oxygène (VO2) et le volume d’air

ventilé. Les appareils modernes sont de plus en plus miniaturisés et permettent déjà d’aller sur le terrain. Le sportif

porte, accroché dans son dos, l’analyseur émetteur et le médecin ou le scientifique lit les valeurs à distance sur son

récepteur (par télémétrie). Ainsi les effets d’une séance d’entraînement peuvent être appréciés en situation et temps

réels.

La consommation d’oxygène (VO2) augmente de façon proportionnelle à la puissance ou la vitesse de l’exercice, de

même que la fréquence cardiaque dont elle dépend (figure 1 et 2). Cependant à une certaine vitesse qui sert de

repère d’entraînement, on constate un plafonnement de la consommation d’oxygène (on atteint le débit maximum ou

VO2) au delà duquel toute l’énergie supplémentaire sera fournie par les métabolismes anaérobies, surtout lactique,

conditionnant un arrêt précoce de l’exercice.

C’est pourquoi cette vitesse correspondant au début de plateau de plafonnement de la consommation d’oxygène à

son maximum est appelée la vitesse à VO2 (v VO2) ou encore vitesse aérobie maximale (VAM).

Figure 1 Relation entre la consommation d’oxygène, la fréquence cardiaque et la vitesse de course pour la

détermination de la consommation maximale d’oxygène et sa vitesse associée v VO2(encore appelée: vitesse aérobie

maximale, VAM).

Figure 2 Protocole d’exercice permettant de mettre en évidence la relation entre la consommation d’oxygène en

réponse à l’augmentation de la vitesse de course par paliers de 3 minutes. VAM est la vitesse aérobie maximale i.e. la

plus petite vitesse sollicitant VO2 (nommée aussi v VO2).

L'importance du processus aérobie et de la quantité d'énergie qu'il transforme, peut être appréciée à partir des

échanges gazeux pulmonaires. Au cours d'un exercice d'intensité croissante, effectué sur tapis roulant (pour un

coureur), la consommation d'oxygène augmente linéairement avec la puissance développée (la vitesse) jusqu'à une

valeur limite qui reste constante, même si la puissance imposée est encore accrue (figure 1). Cette valeur limite

correspond à la consommation maximale d'oxygène (VO2), et la puissance à partir de laquelle celle-ci est atteinte

correspond à la puissance maximale aérobie (travail externe réellement produit). Chez l'adulte jeune masculin de taille

et poids moyens (174 cm et 66,8 kg), la valeur de VO2 est d'environ trois litres par minute (coefficient STPD:

“Standard Température Pression and Dry” c’est à dire à sec, température 0°c, pression barométrique moyenne de 760

mmHg). Sa puissance maximale aérobie est d'environ 250 watts sur bicyclette ergométrique. Sur tapis roulant, trois

litres de VO2 correspondent, pour un coût énergétique standard de 3,5 ml d'O2 consommé par minute, par

kilogramme et par km.h-1 d'augmentation de la vitesse entre 10 et 20 km.h-1 (ou 210 ml/kg/km ), pour un homme de

66 kg : VO2(ml/min/kg) = 3000 (ml /min) / 66 kg = 45,5 (ml/min/kg),

ce qui nous permet de calculer pour un coût énergétique standard de 210 ml/kg/km, une vitesse maximale aérobie

(VMA) de : VMA (km/h) = VO2 (ml/min/kg) / 3,5* (*ml/min/kg d’O2 consommé par km/h d’augmentation de la vitesse

de course entre 10 et 20 km/h *) ; la relation de base liant VO2MAX et la vitesse de course est celle donnée par Léger

et Mercier (1984) : VO2 (ml/min.kg) = 3,5 (ml/min.kg) ´ vitesse (km/h).

Puisque la consommation maximale d'oxygène dépend de la quantité de masse musculaire mise en jeu, il est évident

que pour comparer l'aptitude aérobie d'une femme de 50 kg avec celle d'un homme de 80 kg, on utilise la valeur

relative de VO2 en ml d'O2 consommé par minute et par kilogramme de poids corporel.

Pour ceci on divise tout simplement la valeur absolue de VO2 obtenue en l.min-1 (STPD) par le poids du sportif en

kilogrammes, ainsi 3 litres de VO2 absolu "deviennent" : 45ml.min-1.kg-1 pour notre femme standard de 66 kg. Cette

valeur représente plus de 10 fois la dépense d'énergie au repos. Chez la femme non sportive cette valeur est

d'environ 35 ml.min-1.kg-1. D'ailleurs à quelque niveau d'aptitude que ce soit, on note toujours une différence de 10

ml.min-1.kg-1. Ceci reviendrait à constater que la différence diminue en valeur relative (pourcentage de VO2) lorsque

le niveau augmente : en effet 10 ml.min-1.kg-1 d'écart représente 22 % entre 35 et 45 mlO2 kg-1.min-1. Peut-être est-

ce dû au fait que les sportives de haut niveau ont un pourcentage de masse grasse beaucoup moins important que les

dites "sédentaires".

Or la masse adipeuse au contraire du muscle "actif" ne consomme pas d'oxygène. Par contre, elle intervient dans

l'expression du VO2relatif puisqu'elle est comprise dans le poids de corps total. C'est pourquoi, la différence liée au

sexe disparaît en grande partie quand on rapporte VO2 à la masse active (en ne prenant en compte que la masse

maigre pour le calcul de VO2 relatif pour les hommes et les femmes). Les valeurs extrêmes en VO2 se situent entre 25

et 95 ml.min-1.kg-1 soit entre 1,5 et 6,5 l.min-1 de valeur absolue.

VO2 varie avec l'âge, étant à son maximum à la 20ème année, se stabilisant jusqu'à 30 ans pour décroître

progressivement et ne plus représenter à 60 ans que 70 % de cette valeur. Cette régression, indépendante du sexe,

peut être retardée par un entraînement régulier en endurance. On constate que nos marathoniens nationaux hommes

et femmes ont les valeurs moyennes respectives de 80 et 68,9 ml.min-1.kg-1.

La prochaine rubrique nous envisagerons

La Détermination de la consommation maximale d’oxygène (VO2MAX)