BIOENERGETIQUE DES A.P.S.

I ASPECTS FONDAMENTAUX

1) Présentation globale du métabolisme énergétique

Il sert à resynthétiser de l’ATP grâce à la dégradation des substrats énergétiques.

On distingue deux sous-métabolismes : - glucidique (glycolyse, …)

- lipidique (b-oxydation, …)

2) Complémentarité bioénergétique des fibres musculaires

Il existe différents types de fibres et différents types de classification de ces fibres :

- lentes et rapides (selon la cinétique de contraction)

- rouges et blanches (à l’aspect visuel)

- type I, type IIa, type IIb (basée sur la coloration myosine ATPase ; l’activité de cette enzyme est inhibée ou non en fonction du pH)

Fibre I ® fibre lente ® fibre rouge

Fibre IIa ® fibre rapide ® fibre blanche

Fibre IIb ® fibre intermédiaire

- classification selon leur composition en chaîne lourde de myosine (MHC)

les fibres [lentes] ayant beaucoup de MHC 1 seront différentes des fibres ayant beaucoup de MHC 2a qui seront elles-mêmes différentes de celles ayant beaucoup de MHC 2x (ou 2d) qui seront aussi différentes des fibres [rapides] ayant beaucoup de MHC 2b.

- classification selon les caractéristiques bioénergétiques : fibres oxydatives ou glycolytiques

2.3 Fibres musculaires « aérobie », « hypoaérobie » ou « hyperaérobie » (Di Prampero)

La fibre « aérobie » oxyde tout le pyruvate qu’elle produit ® production de CO₂ et d’H₂O

La fibre « hypoaérobie » n’oxyde qu’une partie du pyruvate qu’elle forme. Le reste est transformé en lactate qui peut éventuellement diffuser hors du muscle.

La fibre « hyperaérobie » oxyde tout le pyruvate qu’elle forme et oxyde également le lactate formé par les fibres « hypoaérobie ».

2.4 « Navette lactate » (Brooks)

Lors de l’effort, le lactate produit par une catégorie de fibres peut être consommé, oxydé par une catégorie de fibres différentes au sein du même muscle. Et peut être également consommé, oxydé par un autre muscle.

Le lactate qui diffuse dans la circulation sanguine peut être également capté par le foie pour être resynthétisé en glucose (néoglucogenèse). Ce glucose pourra sortir du foie pour être recapté par les muscles.

3) Régulation hormonale du métabolisme énergétique

3.1 Introduction

Elle joue un rôle très important dans le stockage et le déstockage des substrats énergétiques. Ces régulations sont permises par des variations de concentration de certaines hormones et de leurs liaisons avec leurs récepteurs.

Les principales hormones qui régulent le métabolisme énergétique sont les hormones pancréatiques (insuline, glucagon), les hormones produites par les glandes surrénales (catécholamines telle l’adrénaline) et par la corticosurrénale (glucocorticoïdes telle la cortisone).

Il existe des régulations à court terme de type activation ou inhibition d’enzyme et il existe des régulations à long terme qui consiste à synthétiser des enzymes.

3.2 Lors de l’exercice

Il va falloir déstocker les substrats énergétiques.

Les concentrations d’ADP et de phosphates vont augmenter dans la cellule musculaire. La concentration d’ATP diminue.

Ces variations de concentration vont enclencher, initier, stimuler la resynthèse d’ATP (glycolyse, cycle de Krebs, b-oxydation, chaîne respiratoire). L’utilisation des substrats énergétiques va considérablement augmenter. Ce phénomène va conduire à une diminution des concentrations de substrats au sein de la fibre musculaire puis dans le sang.

La diminution du glucose et des acides gras, notamment dans le sang, va conduire à des réponses hormonales :

- augmentation des concentrations sanguines des catécholamines, du glucagon, de la cortisone (toutes ces hormones sont hyperglycémiantes)

- diminution de la concentration d’insuline dans le sang (seule hormone hypoglycémiante)

Ces variations hormonales ainsi que la ca ? Intracellulaire vont conduire à une activation de la glycogénolyse (dans le foie et le muscle) et également à une activation de la lipolyse (dans le muscle et les adipocytes).

Þ Déstockage des substrats énergétiques au fur et à mesure des besoins jusqu’à l’épuisement des stocks

Lors de la période post exercice :

Dès l’arrêt de l’effort, les concentrations en phosphates et ADP diminue tandis celle en ATP augmente.

Þ Moindre besoin de resynthétiser l’ATP, on va moins utiliser les substrats énergétiques et l’organisme va chercher à refaire les stocks de substrats

Différents types de situation :

• Il existe un apport alimentaire

- la glycémie et le taux d’acides gras dans le sang vont augmenter

- augmentation de la concentration d’insuline

- diminution de la concentration des catécholamines, de la cortisone et du glucagon

- stimulation de la glycogénogenèse, lipogenèse et néoglucogenèse

- reconstitution des stocks de glycogène et de triglycérides dans le muscle, le foie et les adipocytes [pour le glycogène musculaire, il est possible d’observer un phénomène de surcompensation]

Les hormones qui activent le stockage des substrats inhibent leur déstockage, et inversement.

• Il n’existe pas d’apport alimentaire

Les réponses hormonales vont être très faibles. Il y aura donc que très peu de reconstitution des stocks de substrats. Il sera possible malgré tout de reconstituer un peu de glycogène musculaire grâce à la néoglucogenèse puis la glycogénogenèse.

II DEPENSE ENERGETIQUE

1) Définition générale de la dépense énergétique (DE)

Tout production d’un travail mécanique entraîne une dépense énergétique. L’énergie dépensée lors de ce travail est fournie par les processus énergétiques (E)

DE = E (processus énergétiques)

Au repos, la dépense énergétique est faible [travail cardiaque, respiration, contraction des muscles posturaux, travail des réactions de synthèse].

La dépense va augmenter avec l’intensité de l’effort et avec la durée de l’effort.

Unité de mesure : - quantité d’énergie (joule)

- quantité d’ATP

- quantité d’O₂

- quantité d’énergie rapportée au poids du corps

- quantité d’énergie rapportée au temps

Il existe différents processus énergétiques :

® DE = E(ATP) + E(PC) + E(G®La) + E(O₂)

Au repos, E(ATP) E(PC) et E(G®La) sont négligeables. La fourniture principale d’énergie vient de E(O₂).

A l’exercice, la dépense énergétique augmente ; la contribution relative de ces différents processus énergétiques va varier en fonction de l’intensité et de la durée de l’effort.

2) Mesure de E(ATP), E(PC), E(G®La) et E(O₂)

2.1 Introduction

On peut mesurer ces processus en réalisant des biopsies (prélèvement musculaire) puis en dosant l’ATP, la phosphocréatine ou le lactate avant et après un effort. On utilisera également l’équivalent énergétique de l’ATP EE(ATP).

E(ATP) = quantité d’ATP consommée ´ EE(ATP)

Mesure de E(O₂) grâce à la mesure de la consommation d’O₂ (VO₂) et grâce également à l’équivalent énergétique de l’oxygène EE(O₂).

E(O₂) = VO₂ ´ EE(O₂)

2.2 EE(ATP)

Dégradation complète du glucose (C₆H₁₂O₆) :

Glucose + 6O₂ + 38ADP + 38P ® 6CO₂ + 6H₂O + 38ATP

Lors de cette réaction, il y a 2839,9 kJ d’énergie qui sont fournis. De cette énergie libérée, seule une partie va être utilisée pour resynthétiser de l’ATP.

38 ATP ® 2839,9 kJ

1 ATP ® 74,7 kJ

EE(ATP) = 74,7 kJ soit 75 kJ/ATP

Remarque : Lors de l’hydrolyse de l’ATP (ATP®ADP + P), il y a une libération de 31 kJ (41% d’énergie utilisée pour le travail mécanique et 59% transformée en chaleur).

2.3 EE(O₂)

Il va varier en fonction du substrat oxydé.

Dégradation complète du glucose (G)

G + 6O₂ + 38ADP + 38P ® 6CO₂ + 6H₂O + 38ATP

6O₂ ® 2839,9 kJ

1 L d’O₂ ® 2839,9 / (6´22,4) ® 21,1 kJ [une mole d’O₂ correspond à 22,4 L d’O₂]

EE(O₂)_G = 21,1 kJ / L d’O₂ pour un litre d’O2 consommé, la dépense est de 21,1 kJ

Dégradation complète de l’acide palmitique (AP)

C₁₆H₃₂O₁₆ + 23O₂ + 129ADP + 129P® 16CO₂ + 16H₂O + 129ATP

Cette réaction libère au total 10 098 kJ.

23O₂ ® 10 098 kJ

1 L d’O₂ ® 10 098 kJ / (23´22,4) ® 19,6 kJ

EE(O₂)_AP = 19,6 kJ / L d’O₂ pour un litre d’O₂ consommé, la dépense est de 19,6 kJ

2.4 Mesure de la VO₂ et du quotient respiratoire QR

Test : On récupère les gaz expirés. On mesure le débit expiré (VE). Un appareil analyse la quantité d’O₂ dans l’air expiré et un autre appareil mesure la quantité de CO₂ dans l’air expiré.

2.4.1 Calcul de VO₂

Equation 1 : VO₂ = (FI(O₂) ´ VI) – (FE(O₂) ´ VE)

FIO₂ : fraction inspirée d’O₂ VI : volume d’O₂ inspiré

FEO₂ : fraction expirée d’O₂ VE : volume d’O₂ expiré

2.4.2 Calcul de VI

Equation 2 : VI ´ FI(N₂) = VE ´ FE(N₂) l’azote n’est pas consommé

2.4.3 Calcul de FE(N₂)

Equation 3 : FE(CO₂) + FE(O₂) + FE(N₂) = 1

Þ FE(N₂) = 1 – FE(CO₂) – FE(O₂)

2.4.4 Calcul de VCO₂

Il est calculé selon le même raisonnement.

Equation 4 : VCO₂ = (FE(CO₂) ´ VE) – (FI(CO₂) ´ VI)

Le quotient respiratoire est par la suite calculé : QR = VCO₂ / VO₂

2.5 Quotient respiratoire

2.5.1 EE(O₂)

Le quotient respiratoire mesuré renseigne sur la valeur de EE(O₂) :

- lorsque le QR est égal à 1, EE(O₂) va prendre la valeur de 21,1 kJ par litre d’oxygène

- lorsque le QR est d’environ 0,7 (ce sont les acides gras qui sont oxydés), EE(O₂) sera égal à 19,6 kJ

- lorsque 0,7<QR<1 (on oxydera aussi bien les acides gras que les glucides), EE(O₂) sera mixte et il faudra l’estimer. Pour une variation de 0,1 de QR, on a un équivalent énergétique de l’oxygène qui va varier de 0,5 kJ/L d’O₂.

2.5.2 Contribution du glucose aux oxydations

Le quotient respiratoire renseigne sur la nature des substrats oxydés. Il renseigne également sur l’équivalent énergétique de l’oxygène et grâce à la formule suivante il permet d’estimer le pourcentage de la VO2 qui a été utilisée pour oxyder le glucose.

Contribution du glucose aux oxydations = 333,429 ´ QR – 233,357

Lors des efforts de forte intensité, on a une production de CO2 indépendante de l’oxydation des substrats ® problème d’acidose, de bicarbonate.

Quand QR = 1, le pourcentage de contribution est égal à 100.

Lorsque ce n’est pas du glucose qui est oxydé, ce seront les acides gras qui le seront.

Contribution du glucose + contribution des acides gras = 100%

2.5.3 Quotient respiratoire et durée de l’exercice

La formule suivante va être utilisée pour prédire de façon statistique la contribution des glucides aux oxydations en fonction du temps. Cette contribution diminue en fonction du temps (comme le QR).

Au fur et à mesure de l’effort, on oxydera de moins en moins de glucose et de plus en plus d’acides gras.

Contribution des glucides aux oxydations = -0,216 ´ temps (min) + 96,465

Si le temps augmente, le pourcentage de contribution diminue.

Remarque : C’est une équation statistique moyenne. Elle n’est valable que pour un effort compris entre 30 et 300 minutes (faible intensité). On verra par la suite que la contribution des glucides aux oxydations dépend de l’intensité ; la contribution diminue en fonction du temps comme le QR.

2.5.4 Quotient respiratoire et intensité de l’effort

Le quotient augmente avec l’intensité de l’effort. Pour une faible intensité QR = 0,7 et pour une forte intensité QR = 1.

La contribution des glucides augmente avec l’intensité et celle des acides gras diminue.

2.5.5 Quotient respiratoire, durée et intensité de l’effort

(Tiré d’une expérimentation à titre d’indication)

• Faible intensité d’exercice (25% VO_{2 max})

La contribution des acides gras plasmatiques aux oxydations est majoritaire ® 80% des oxydations. La contribution du glucose issu du glycogène musculaire est nulle.

Ceci ne varie quasiment pas en fonction de la durée de l’effort.

• Intensité d’exercice plus importante (65% VO_{2 max})

La contribution des acides gras plasmatiques, des acides gras intramusculaires et du glucose issu du glycogène musculaires aux oxydations sont identiques et représentent 90% des oxydations.

La contribution du glucose issu du glycogène intramusculaire et des acides gras intramusculaires aux oxydations diminuent avec le temps. La contribution aux oxydations des acides gras plasmatiques augmente avec le temps.

• Intensité d’exercice importante (>100% VO2 max)

Il s’agit d’efforts qui durent quelques minutes et difficiles à analyser. Seul le glucose est oxydé. Il provient essentiellement du glycogène musculaire.

Cela ne varie pas beaucoup avec le temps.

	25% VO2 max	65% VO2 max	> 100% VO2 max
Glucose plasmatique	10	10	10
Glucose (glycogène intramusculaire)	0	30	60
Acides gras plasmatiques	80	30	15
Acides gras intramusculaires	?	30	15

Pourcentage de contribution des substrats

2.5.6 Quotient respiratoire et entraînement en endurance

Pour une même intensité et durée de l’exercice, le quotient respiratoire va diminuer après un entraînement d’endurance.

Pour un même effort, le sujet entraîné en endurance oxydera davantage d’acides gras et moins de glucose qu’un sujet non entraîné.

3) Dépense énergétique (DE) d’un effort de faible intensité [de faible valeur, sous-maximale]

DE = E(ATP) + E(PC) + E(G®La) + E(O₂)

E(PC) et E(G®La) tendent vers 0 car l’apport de ces processus va être considérer comme négligeable. La seule source énergétique est les processus oxydatifs E(O₂).

Cependant, au début de l’effort (1^ère minute), il y a le déficit initial en oxygène.

Ainsi, pour estimer DE, il suffit donc de mesurer E(O2) donc VO2.

E(O₂) = VO₂ ´ EE(O₂)

DE [mesurée ou estimée en kJ] = E(O₂) [mesurée ou estimée en kJ]

= VO₂ [en L d’O₂] ´ EE(O₂) [kJ/L d’O₂]

L’équivalent énergétique de l’oxygène varie selon le substrat oxydé et selon le quotient respiratoire (QR)

La dépense énergétique augmente avec l’intensité de l’effort c’est-à-dire que le volume d’oxygène augmente avec l’intensité mais pas indéfiniment. Elle tend vers une valeur maximale.

4) Dépense énergétique (DE) d’un exercice de forte intensité [de forte valeur, supra-maximale ; qui conduit à l’épuisement en moins de quelques minutes]

La dépense énergétique d’un effort de forte intensité est supérieure à celle d’un effort de faible intensité.

L’énergie qui n’est pas fournie par VO_{2 max} l’est par E(ATP), E(PC) et E(G®La). Les processus oxydatifs ne suffisent pas dans ces cas d’où :

DE = E(O₂) _max + E(PC + ATP) + E(G®La)

Il va être difficile d’estimer la dépense énergétique (DE) car il est difficile d’estimer E(ATP), E(PC) et E(G®La) [par biopsie, prélèvement de muscle].

On va mesurer le déficit maximal d’oxygène cumulé. On peut également faire des estimations grâce à la lactatémie et l’équivalent énergétique (EE) du lactate.

Il est plus facile d’estimer la DE à partir de l’extrapolation de E(O₂), grâce à la relation linéaire existant entre VO₂ et l’intensité de l’exercice.

DE (estimée) = E(O₂) _extrapolée = E(O₂) _max + E(PC + ATP) + E(G®La)

= VO_{2 extrapolée} ´ EE(O₂) [21,1kJ/L d’O₂ car le substrat utilisé dans le cas d’un effort de forte intensité est le glucose]

III RELATION VO₂ / INTENSITE D’EXERCICE

1) Introduction

Lors d’un effort triangulaire (où l’intensité est augmentée progressivement et de façon régulière), la VO₂ est mesurée à la fin de chaque palier d’intensité. Et si on trace la relation VO₂ / Intensité, la VO₂ augmente proportionnellement à l’intensité de façon linéaire avec l’intensité.

Y = aX + b b : intersection de la droite avec l’axe des ordonnées

a : pente de la droite

Physiologiquement, le terme a représente le coût énergétique et le terme b la VO₂ de repos.

D’où, VO₂ = CE(A) ´ intensité + VO_{2 repos}

- Cette relation peut permettre d’estimer la VO₂ lors d’un effort de faible intensité donc E(O₂) et alors pouvoir estimer la DE d’un effort de faible intensité.

- Cette relation permet d’extrapoler la VO₂ lors d’un effort de forte intensité, ce qui va permettre d’estimer la DE d’un effort de forte intensité.

2) Coût énergétique aérobie CE(A)

2.1 Coût énergétique de la course sur tapis roulant CE(ANA)

Le coût énergétique sur tapis roulant est un coût énergétique aérobie non aérodynamique (ANA).

CE(ANA) = (VO₂ – VO_{2 repos}) / vitesse de course

CE(ANA) en mL d’O₂/m/kg

VO₂ en mL d’O₂ /min/kg

vitesse en m/min

CE(ANA) moyen est d’environ 0,2 mL d’O₂/m/kg soit encore 4J/m/kg si on prend un EE(O₂) de 20kJ/mL d’O₂.

Autrement dit, si la vitesse augmente de 1m/min, la VO₂ augmente de 0,2 mL d’O₂/min/kg

Le CE(ANA) pour un spécialiste en endurance va être plus faible. En moyenne, le CE(ANA) est de 0,18 mL O₂/m/kg

Il varie selon plusieurs paramètres :

- selon que l’individu est entraîné ou non en endurance

- en fonction de l’âge ; CE(ANA) _enfant > CE(ANA) _adulte donc l’enfant est moins économique qu’un adulte en ce qui concerne la VO₂

- en fonction de la fatigue

® le CE(ANA) va augmenter avec la pente (positive) c’est-à-dire en montée ;

CE(ANA) _moyen = 0,3 près de 50% de plus

® pour des intensités de faible valeur où la VO₂ augmente linéairement avec l’intensité, le CE(A) ne varie pas parce que la pente est constante.

Exo : Comparer les CE(ANA) d’un sujet dont la VO₂ mesurée à 10 km/h est de 36,83 mL d’O₂/min/kg et dont la VO₂ mesurée à 16 km/h est de 56,83 mL d’O₂/min/kg ;

VO_{2 repos} = 3,5 mL d’O₂/min/kg

CE(ANA) à 10 km/h = (36,83 – 3,5) / (10 ´ 1000/60) = 0,2 mL d’O₂/m/kg

CE(ANA) à 16 km/h = (56,83 – 3,5) / (16 ´ 1000/60) = 0,2 mL d’O₂/m/kg

® les CE(ANA) à 10 km/h et 16 km/h sont identiques

2.2 Coût énergétique de la course à pied sur piste

Le sujet avance par rapport à l’air qui offre une résistance à l’avancement d’où coût énergétique aérodynamique CE(AA). Il sera forcément supérieur au CE(ANA).

La résistance de l’air augmente avec le carré de la vitesse.

CE(AA) (J/m/kg) = CE(ANA) + 0,01 ´ vitesse au carré (altitude 0m)

2.3 Marche non athlétique

CE(AA) (J/m/kg) moyen = 2

2.4 Cyclisme

CE(ANA) moyen = 12 mL d’O₂/watt/min

CE(AA) (J/m/kg) moyen = 0,18 + 0,01 ´ vitesse (m/s) au carré

2.5 Nage libre

CE(AH) (J/m/kg) moyen = 14 avec CE(AH) le coût énergétique hydrodynamique (vitesse de nage comprise entre 0,5 et 1 m/s

3) VO_{2 max}

3.1 Définition

A partir d’une certaine intensité (que l’on nomme PMA) la VO₂ n’augmente plus avec l’intensité de l’effort ; on parle de consommation maximale d’oxygène. Elle peut être exprimée de façon différente en mL d’O₂/min/kg ou L d’O₂/min.

Pour être sûr d’avoir atteint la VO_{2 max}, il faut que les critères suivants soient respectés :

- plateau de la VO₂

- fréquence cardiaque (FC) atteinte doit être proche de FC_max

- QR > 1

- lactatémie > 9 mmoles/L

3.2 Facteurs de variation de la VO_{2 max}

Elle dépend de la sédentarisation, du niveau d’entraînement du sujet, de l’entraînement d’endurance en force-vitesse. Elle dépend aussi de la masse musculaire recrutée pendant l’effort, du sexe [VO_{2 max} (H) > VO_{2 max} (F)] et de l’âge [VO_{2 max} enfant > VO_{2 max} adulte].

® jeune adulte en bonne santé, VO_{2 max} = 40 mL d’O₂/min/kg

® sportif jeune bien entraîné, VO_{2 max} = 80 mL d’O₂/min/kg

3.3 Facteurs limitant de la VO_{2 max}

La consommation d’oxygène est définie par l’équation suivante (équation de Fick) :

VO₂ = Q_C ´ (Ca – Cv)O₂

= FC ´ V_ES ´ (CaO₂ – CvO₂)

Q_C : débit cardiaque

FC : fréquence cardiaque

V_ES : volume d’éjection systolique

CaO₂, CvO₂ : contenu artériel et veineux en oxygène

Si la VO₂ est limitée, cela est du au fait que FC et V_ES n’augmentent pas indéfiniment avec l’intensité de l’exercice et que CvO₂ ne diminue pas indéfiniment également.

La VO₂ peut être limitée par des facteurs centraux associés au transport de l’oxygène et qui correspondent à une limitation au niveau du système cardiovasculaire (lié au Q_C et à CaO₂).

Cette limitation peut aussi être due à des facteurs périphériques (dans le muscle) en relation avec la capacité du muscle à utiliser l’oxygène, à faire des oxydations.

Aujourd’hui, la plupart des études montrent que la limitation serait d’origine centrale.

Si on fait varier expérimentalement CaO₂, on fait varier systématiquement la VO₂ (augmentation ou diminution).

La VO₂ correspondant à un travail des membres inférieurs et supérieurs n’est pas généralement à celle d’un travail correspondant uniquement aux seuls membres inférieurs. La VO₂ n’augmente pas indéfiniment avec la quantité de muscles recrutés pendant l’effort (c’est-à-dire avec la quantité de mitochondries pouvant consommer de l’O₂) ; donc le transport de l’oxygène est limitant.

La VO₂ d’un petit groupe musculaire (on mesure le débit sanguin musculaire, CaO₂ en amont du muscle et CvO₂ en aval) mesurée lors d’un travail musculaire localisé est très largement supérieure à celle mesurée lors d’un travail musculaire général.

Lors d’un travail musculaire localisé, le transport d’oxygène est en grande partie destiné au seul petit groupe musculaire si l’effort ne recrute que ce muscle. Dans ce cas, ce petit groupe peut consommer tout l’O₂ qui lui arrive autrement dit sa capacité oxydative ne limite pas sa VO₂.

4) Puissance maximale aérobie PMA

C’est la plus petite intensité d’exercice correspondant à VO_{2 max}. Dans le cas de la course, elle est appelée VMA.

Elle varie en fonction de l’entraînement physique (niveau d’endurance), de l’âge, … etc. Elle peut varier du simple au double entre le sédentaire et le spécialiste en endurance (ex. de 10km/h à 20km/h).

VO_{2 max} = CE(A) ´ VMA – VO_{2 repos}

Þ VMA = (VO_{2 max} – VO_{2 repos}) / CE(A)

La VO_{2 max} est un paramètre très important dans le domaine de la performance qui conduit à l’épuisement en quelques minutes.

L’objectif serait d’augmenter de façon rationnelle la VMA soit en augmentant la VO_{2 max} soit en diminuant le CE(A).

On peut imaginer donc deux types de séance : - augmenter la VO_{2 max}

- diminuer le CE(A)

5) Intensité relative (% VO_{2 max}, % VMA)

C’est un système d’unités qui va être rapporté soit à la VO_{2 max} soit à la PMA.

Elle va permettre de comparer des réponses physiologiques de sujets présentant des capacités physiques différentes. Ainsi pour une même intensité relative tous les sujets (bons ou mauvais) vont avoir des mêmes réponses cardiovasculaires, respiratoires, endocriniennes, métaboliques, …

Une intensité réalisée à la PMA va être une VMA réalisée à 100% de VO_{2 max}.

® Une intensité inférieure à PMA ou VO₂max sera considérée comme sous-maximale et une intensité supérieure à PMA ou VO₂max sera considérée comme supra-maximale.

La puissance maximale aérobie (PMA) correspond à des efforts conduisant à l’épuisement après 5-10 minutes.

® Des efforts ayant des temps limites inférieures à 5-10 minutes sont des efforts supra-maximaux et des efforts ayant des temps limites supérieures à 5-10 minutes sont considérés comme des efforts sous-maximaux.

6) Estimation et extrapolation de la VO₂ à partir de la relation VO₂/Intensité

6.1 Introduction

Les termes a et b de la relation VO₂/Intensité varient selon les sujets avec des valeurs moyennes. Ces valeurs moyennes vont nous permettre d’estimer ou d’extrapoler la VO₂.

6.2 La course horizontale sur tapis roulant

On prend un CE(A) moyen de 0,2 mL d’O₂/m/kg. Si le sujet est entraîné en endurance, cette valeur sera de 0,18 mL d’O₂/m/kg. La VO₂ de repos sera soit 3,5 ou 5 mL d’O₂/min/kg.

VO₂ estimée (mL d’O₂/min/kg) = CE(A) ´ I (m/min) + VO₂ repos (mL d’O₂/min/kg)

= 0,2 ´ ?? + 3,5

= 0,18 ´ ?? + 5

[Relation utilisée pour des vitesses supérieures à 8km/h]

6.3 La course en montée

VO_{2 estimée} = VO_{2 horizontale} + VO_{2 verticale}

VO_{2 verticale} (mL d’O₂/min/kg) = 0,9 ´ vitesse verticale (m/min)

Vitesse verticale = vitesse horizontale ´ la pente [5% ® 5m pour 100m]

Cela entraîne une VO₂ supérieure à une VO_{2 horizontale}.

6.4 Le pédalage sur bicyclette ergométrique

Le poids n’intervient pas parce que le sujet est porté par la bicyclette ; la VO₂ est estimée en mL d’O₂/min.

Exercice 1 : estimer VO₂, E(O₂) et DE

30 minutes sur tapis roulant à faible intensité V = 182 m/min

M_c = 70 kg QR = 0,7 VMA = 250 m/min

DE = E(O₂) [car faible intensité]

= VO₂ ´ EE(O₂)

VO₂ = CE(A) ´ V + VO_{2 repos}

= 0,2 ´ 182,5 + 3,5 = 40 mL d’O₂/min/kg

VO₂ (volume) = 40 ´ 30 ´ 70 = 84000 mL d’O2

Exercice 2 : estimer VO_{2 extrapolée}, E(O₂) _extrapolée et DE _extrapolée

Course de forte intensité de 4 min sur tapis roulant ; vitesse de course = 300 m/min

M_c = 70 kg VMA = 250 m/min

DE (estimée en kJ) = E(O₂) _extrapolée (kJ) = VO_{2 extrapolée} (L d’O₂/min) ´ EE(O₂)

VO₂ = 0,2 ´ Vitesse + 3,5

= 63,5 mL d’O₂/min/kg

= 63,5 ´ 1/1000 ´ 70 ´ 4

= 17,8 L d’O₂

DE (estimée) = 17,8 ´ 21,1 = 375,1 kJ

[le sujet courant à une vitesse supérieure à sa VMA]

Exercice 3 : VO₂ (L d’O₂)

Vitesse = 182,5 m/min pente = 5%

VO_{2 estimée} = VO_{2 horizontale} + VO_{2 verticale}

VO_{2 horizontale} = 84 l d’O₂ (cf. exercice 1)

VO_{2 verticale} = 0,9 ´ 182,5 ´ 0,05 ´ 30 ´ 70 ´ 1/1000

= 17,2 L d’O₂

VO_{2 estimée} = 84 + 17,2 = 101,2 L d’O₂

[VO₂ (pente 5%) > VO₂ (pente 0%)]

Exercice 4 : estimer VO₂

Pédalage sur bicyclette de faible intensité à 60 tour/min contre une charge de 1,5 kg pendant 10 minutes 1 tour = 6m M_c = 70 kg

VO_{2 estimée} = 12 ´ puissance + 250 (70´3,5)

Puissance = W_mécanique / temps

W_mécanique (J) = force (N) ´ distance (m)

Force (N) = masse ´ accélération

W = 1,5 ´ 9,8 ´ 6 ´ 60 ´ 10

= 52974 J

Puissance = 52974 / (10 (min) ´ 60 (sec))

= 88,3 J/sec ou watts

VO_{2 estimée} = 12 ´ 88,3 + 250

= 1304,6

7) Estimation de VO_{2 max}

7.1 Selon Astrand

Il fait pédaler un sujet sur une bicyclette ergométrique ; effort rectangulaire (=intensité constante). Il mesure la fréquence cardiaque (comprise entre 125 et 170 batt./min). On relève la puissance développée à cette fréquence cardiaque.

On va lire sur une table la valeur de VO_{2 max} estimée. Cette relation est basée sur une relation linéaire entre la fréquence cardiaque et l’intensité de l’exercice. Il existe une relation entre FC et VO₂.

7.2 A partir de la mesure de la VMA et estimation du CE(A) [course à pied]

VO_{2 max} (mL d’O₂/min/kg) = CE(A) ´ VMA (m/min) + VO_{2 repos} (mL d’O₂/min/kg)

avec CE(A) moyen = 0,2 et VO₂ repos = 3,5

Exercice : estimer VO_{2 max}

VMA = 250 m/min

Réponse : VO_{2 max} = 53,5 mL d’O₂/min/kg

7.3 A partir du test navette. Léger et collaborateurs.

Aller-retour de 20 mètres en augmentant la vitesse de 0,5 km/h toutes les minutes ; la première vitesse est égale à 8,5 km/h.

VO_{2 max} = 5,857 ´ vitesse (km/h) – 19,458 avec comme vitesse celle du dernier palier accompli

VO_{2 max} = 3,5 ´ palier (nombre) + 0 avec comme palier le nombre de paliers accomplis

7.4 A partir d’un test sur piste. Léger et collaborateurs

VO_{2 max} = 0,0324 ´ vitesse² (km/h) + 2,143 vitesse + 14,49 [1980]

avec comme vitesse la vitesse du dernier palier accompli

VO_{2 max} = 0,0122586 ´ vitesse² + 1,353 vitesse + 1,353 [1983]

Equation simplifiée (relation VO₂/vitesse linéaire)

VO_{2 max} = 3,5 ´ vitesse de course (km/h) (la vitesse du dernier palier)

Le CE(A) de cette dernière équation correspond également à 0,21 mL d’O₂/m/kg

7.5 A partir d’un test sur piste. Berthon et collaborateurs.

5 ou 10 minutes d’échauffement à 70% de FC_max environ.

On demande au sujet de courir à la vitesse la plus constante et la plus élevée possible pendant 5 minutes. On relève le nombre de mètre parcourus. Pendant ces cinq minutes, on postule qu’il court à VMA.

VO_{2 max} = 3,23 ´ VMA (estimée en km/h)

8) Estimation de VMA (vitesse maximale aérobie)

8.1 A partir de la mesure de VO_{2 max} et estimation de CE(A) (course à pieds)

On estime VMA grâce à la relation VO₂-vitesse de course. La VO₂ sera laVO_{2 max} et la vitesse de course sera la VMA.

VO_{2 max} (mL d’O₂/min/kg) = CE(A) ´ VMA + VO_{2 repos}

CE(A) moyen = 0,2 mL d’O₂/m/kg

Vo_{2 repos} (moyen) = 3,5 mL d’O₂/min/kg

8.2 A partir d’un test sur piste. Berthon et collaborateurs.

cf. la partie VO_{2 max}

9) Estimation de l’intensité relative (% VO_{2 max})

Elle est exprimée en % de VO_{2 max} ou en % de VMA (PMA)

9.1 A partir de la durée de l’effort (course à pieds) Saltin

Il a trouvé une relation entre l’intensité relative et la durée de l’effort :

FVO_{2 max} = 0,940 – 0,001 ´ temps (min)

FVO_{2 max} : fraction de VO_{2 max} 0,9 VO_{2 max} ® 90% VO_{2 max}

avec % VO_{2 max} = FVO_{2 max} ´ 100

[Durée de l’effort comprise entre 30 et 300 minutes]

Cela donne l’intensité relative maximale qui peut être réalisée.

L’intensité décroît de façon hyperbolique avec le temps ce que ne rend pas compte cette équation.

Exercice : % VO_{2 max}

Durée de l’exercice = 2h32min (marathon)

2h32min ® 2 ´ 60 + 32 = 152min

% VO_{2 max} = (0,940 – 0,001 ´ 152)´100 = 78,8% VO_{2 max}

9.2 A partir de la durée de l’effort et de la distance parcourue en estimant la VO₂ (course à pieds)

Exercice : estimer l’intensité relative

Course de 42km Durée = 2h32min VO_{2 max} = 70 mL d’O₂/min/kg

CE(A) = 0,19 mL d’O₂/m/kg VO_{2 repos} = 5 mL d’O₂/min/kg

® temps = 152 minutes ® vitesse = 42´1000/152 = 276,3 (16,6km/h)

® VO₂ = CE(A) ´ vitesse + VO_{2 repos} = 0,19 ´ 276,3 + 5 = 54,7 mL d’O₂/min/kg

® % VO_{2 max} = ((54,7-5) / (70-5)) ´ 100 = 76,5%

9.4 A partir de la mesure de FC. Londeree 1995.

IV CINETIQUE DE LA VO₂ : AU DEBUT DE L’EFFORT

1) Définition

C’est l’évolution d’un paramètre en fonction du temps ; on va considérer la VO₂.

La VO₂ augmente dès le début de l’effort mais elle n’atteint pas instantanément sa valeur d’état stable VO₂s. Elle met quelques dizaines de seconde voire quelques minutes avant de se stabiliser.

La phase d’augmentation de la VO₂ en fonction du temps correspond à la phase transitoire de l’exercice. Un paramètre est utile pour caractériser cette phase, le temps un demi (T½). il correspond au temps mis par la VO₂ pour augmenter de 50%.

Le temps T½ va varier avec l’intensité de l’effort. Pour un effort sous-maximal < 60% VO₂ max, la cinétique de la VO₂ est décrite par une exponentielle dont le T½ est d’environ 25 à 30 secondes et la VO₂ est stable après environ 4 minutes d’effort.

Pour un effort compris entre 60% et 100%, la cinétique de la VO₂ est décrite par deux fonctions exponentielles, une « rapide » avec un T½ d’environ 35 secondes et une autre « lente » avec un T½ d’environ 4 à 10 minutes.

Pour certains chercheurs, la VO₂ ne se stabilisera pas. La VO₂ continuera à augmenter faiblement tout au long de l’exercice.

2) Déficit initial en oxygène DO₂(i)

2.1 Définition

On s’intéresse à cette notion uniquement lors d’un effort sous-maximal. Comme la VO₂ n’atteint pas son état stable dès le début de l’effort, on observe un déficit d’O₂ lors de la phase transitoire. Le DO₂(i) est en fait le volume d’O₂ qui n’a pas été consommé du fait de la cinétique de la VO₂.

Dans le cas d’un exercice sous-maximal, la VO₂ théorique (pendant la phase transitoire) est égale à la VO₂ « consommé » plus le déficit initial en oxygène.

Þ DO₂(i) = VO_{2 théorique} – VO_{2 « consommé »}

2.2 DO₂(i) et DE (phase transitoire)

Lors de la phase transitoire (c’est-à-dire où on observe un DO₂(i)), une part de la dépense énergétique n’est donc pas couverte par les processus oxydatifs E(O₂).

E(DO₂(i)) = VO_{2 théorique} ´ EE(O₂) – VO_{2 consommé} ´ EE(O₂)

= E(PC + ATP) + E(G®La)

DE (phase transitoire) = E(O₂) _théorique

= VO_{2 théorique} ´ EE(O₂)

= E(DO₂(i)) + VO_{2 consommé} ´ EE(O₂)

= DO₂(i) ´ EE(O₂) + VO_{2 consommé} ´ EE(O₂)

= E(PC + ATP) + E(G®La) + VO_{2 consommé} ´ EE(O₂)

Exercice 1 :

Quel est le DO₂(i) correspondant à un effort de 5 minutes dont la VO₂s est de 30 mL d’O₂/min/kg ; le volume d’O₂ consommé est de 8275 mL d’O₂ d’un sujet pesant 70kg.

DE (phase transitoire) = DO₂(i) ´ EE(O₂) + VO_{2 consommé} ´ EE(O₂)

Donc, DO₂(i) ´ EE(O₂) = DE (phase transitoire) – VO_{2 consommé} ´ EE(O₂)

DE (phase transitoire) = E(O₂)_théorique = VO_{2 théorique} ´ EE(O₂)

= 30 mL d’O₂/min/kg ´ 70kg ´ 5min ´ EE(O₂)

= 10500 mL d’O₂ ´ EE(O₂)

Donc, DO₂(i) ´ EE(O₂) = 10500 mL d’O₂ ´ EE(O₂) – 8275 mL d’O₂ ´ EE(O₂)

DO₂(i) = 2225 mL d’O₂

Exercice 2 : Calculer E(G®La) en utilisant la définition de DO₂(i)

Mêmes données.

E(PC) = 0,9 L d’O₂ ´ EE(O₂)

E(G®La) = DO₂(i) ´ EE(O₂) - E(PC + ATP) si on admet que tout le stock de PC est utilisable est utilisé

E(G®La) = (2225 – 900) ´ EE(O₂)

= 1325 mL d’O₂ ´ EE(O₂)

Exercice 3 : Calculer E(G®La) en utilisant la lactatémie

Lactatémie à la fin de la phase transitoire = 6,8mmol/L de sang

Lactatémie de repos = 1mmol/L de sang

Poids = 70kg Volume d’H₂O du corps = 60% du poids corporel

Volume de distribution du lactate = 80% d’H₂o de l’organisme Sang = 80% H₂O

Raisonnement : augmentation de la lactatémie ® La ® ATP ® O₂ ® E(G®La) ?

Augmentation de la lactatémie ?

Augmentation de la lactatémie = 6,8mmol/L (fin phase transitoire) – 1mmol/L

= 5,8mmol/L de sang or sang = 80% H₂O

Donc augmentation de la lactatémie = 5,8 / 0,8 = 7,25mmol/L d’H₂O or volume de distribution du lactate = 80% H₂O de l’organisme et volume de H₂O du corps = 60% du poids corporel et poids = 70kg

Donc volume de distribution du lactate = 0,8 ´ 0,6 ´ 70 = 33,6 L d’H₂O

et La = 7,25 (mmol/L) ´ 33,6 (L) = 243mmol de lactate qui vont être produit

La ® ATP ?

1G ® 2La + 3ATP donc La ® ½ ´ 3ATP

Donc, 0,243 La ® 0,243 ´ ½ ´ 3ATP ® 0,36 ATP

ATP ® O₂ ?

1G + 6O₂ ® 38ATP

1ATP ® 1/38 ´ 6O₂ or 1O₂ = 22,4 L

Donc, 0,36 ATP ® 0,36 ´ 1/38 ´ 6 ´ 22,4 ® 1,27 L d’O₂

1,27 L d’O₂ ® 1,27 ´ EE(O₂) = E(G®La)

2.3 Explication du DO2(i)

Il est expliqué d’abord par l’inertie du transport de l’oxygène et deuxièmement par l’inertie des oxydations cellulaires.

Inertie du transport de l’O2 [bouche/nez ® mitochondries] :

T(O₂) = Q_c ´ CaO₂ = V_ES ´ FC ´ CaO₂

Q_c : débit cardiaque (mL de sang/min)

V_ES : volume d’éjection systolique (mL de sang/systole)

FC : fréquence cardiaque (batt./min)

CaO₂ : contenu artériel en O₂

Cette inertie de T(O₂) est liée au fait qu’il augmente dès le début de l’effort mais n’atteint pas sa valeur d’état stable instantanément.

Inertie des oxydations cellulaires E(O₂) [dégradation complète du glucose ou des acides gras ; fonctionnement des mitochondries] :

1) parce que le transport d’O₂ est insuffisant

2) à cause de la présence de la phosphocréatine (qui permet de resynthétiser de l’ATP notamment au début de l’effort). Cette PCr empêche l’accumulation d’ADP qui résulte de l’hydrolyse de l’ATP pendant les premières dizaines de secondes de l’effort tant qu’il y a de la PCr ; c’est l’ADP qui stimule les oxydations.

2.4 Facteurs influencant DO₂(i)

DO₂(i)enfant < DO₂(i)adulte

L’entraînement en endurance diminuerait le DO₂(i). Un échauffement préalable diminue également le DO₂(i).

V CINETIQUE DE LA VO₂ : PENDANT L’EFFORT

1) VO₂s 

Etat stable de la VO₂ atteinte après la phase transitoire donc après quelques minutes d’effort.

Elle augmente de façon linéaire avec l’intensité de l’effort (voir la relation VO₂-Intensité).

VO₂s est variable selon les sujets. Pour une même vitesse de course, certains sujets ont des VO₂s plus élevées que d’autres. Ils vont avoir une économie de course moins bonne, un CE(A) plus élevé et donc moins bon.

2) Dérive de la VO₂

VO₂ ne se stabilise jamais (pour certains chercheurs et pour certaines intensités d’exercice) en fonction du temps ; elle continue à augmenter légèrement. Mais elle augmente beaucoup qu’au début de l’effort. Elle généralement observée pour des intensités supérieures à 70% de VO_{2 max}. on ne connaît pas très bien l’origine de la dérive de la VO₂ (composante lente).

Hypothèses : - il y a une augmentation de la VO₂ liée à une augmentation de la DE qui serait liée à une ventilation accrue mais aussi à une augmentation de la thermolyse

- la VO₂ augmenterait parce que les sujets auraient une altération de leurs gestes (gestes moins économiques et moins rentables)

- au fur et à mesure de l’effort, on oxyde moins de glucides et plus de lipides

- cela serait lié à une modification du recrutement des fibres musculaires ; on recrute des fibres qui consomment davantage d’O₂

VI DEFICIT D’O₂ CUMULE DO₂(c)

(Uniquement dans le cas d’un effort supra-maximal)

1) Définition

C’est la quantité d’oxygène qui aurait du être consommé si la VO₂ augmentait indéfiniment avec l’intensité de l’effort et si la VO₂ atteignait dès le début de l’effort sa valeur d’état stable.

DO₂(c) = VO_{2 extrapolé/théorique} – VO_{2 consommé}

DO₂(c) augmente avec l’intensité supra-maximale et atteint généralement une valeur maximale entre 50 et 90 mL d’O₂/kg de poids. On mesure ce DO₂(c) pour des efforts de 3-4 minutes.

2) DO₂(c) et DE

C’est l’oxygène qui n’a pas été consommé donc c’est l’énergie formée par E(PC) E(ATP) et E(G®La).

E(DO₂(c)) = E(PC + ATP) + E(G®La)

= DE – E(O₂)_max

= DE – VO_{2 max} ´ EE(O₂) avec EE(O₂) = 21,1 kJ/L d’O₂

DE (kJ) = E(O₂)_max + E(PC + ATP) + E(G®La)

= E(O₂)_max + E(DO₂(c))

= E(O₂)_extrapolée

= VO_{2 extrapolée} ´ EE(O₂)

Exercice : estimer E(DO₂(c))

Effort supra-maximal d’un DE de 67,3mL d’O₂/min/kg Durée effort = 5min

VO_{2 max} = 56,7mL d’O₂/min/kg Poids = 70kg

VO_{2 repos} = 3,5mL d’O₂/min/kg

DE = E(O₂)_max + E(DO₂(c))

Þ E(DO₂(c)) = DE – VO_{2 max} ´ EE(O₂)

= (67,3 ´ EE(O₂) – 56,7 ´ EE(O₂))

= 10,6mL d’O₂/min/kg ´ EE(O₂)

VII CINETIQUE DE LA VO₂ : APRES L’EFFORT

La VO₂ post exercice n’atteint pas immédiatement la valeur de repos (VO₂ pré exercice). Elle diminue en fonction du temps de façon complexe. Sa cinétique peut être exprimé de plusieurs composantes exponentielles : 1 rapide, 1 lente, 1 extra lente. Le T ½ de décroissante augmente au fur et à mesure de ces composantes. La DE post exercice est supérieure à celle de repos.

VO2 (l/min)

Temps (minutes)

VO2 repos 10 15 20

Explications: elles ne sont que des hypothèses. La VO₂ post exercice n’est qu’une dette d’O2. C’est la restitution de l’O2 du au déficit initiale.

- lié à la resynthèse de la Pcr.

- Il y aurait une synthétisation du glucose à partir de précurseur de glucose.

- Augmentation de la température centrale.

VIII LACTATEMIE

1) Sa mesure

- prélèvement sanguin (piqûre dans les veines, par un cathéter, piqûre au doigt ou l’oreille).

- On évite que le sang coagule.

- On utilise une méthode enzymatique pour le dosage de lactate.

- Cela sert à mesurer E(G®La), lors d’un effort supra max grâce à EE(La).

- Très utilisé de façon appliqué pour mesurer l’efficacité d’un entraînement en endurance, et voir si un athlète est endurant.

2) Sa cinétique

2.1 Effort rectangulaire (intensité de l’effort constante)

2.1.1 Effort sous maximale

Il y a deux phases dans la cinétique.

- les 5 1^ere minutes : la lactatémie augmente en fonction du temps. La variation lactatémie en fonction du temps VLa/min) est plus importante que l’intensité est grande. Phase transitoire exercice, du déficit d’O2. le lactate formé est appelé lactate précoce.

- Après les 5 1^ere minutes : 3 types de cinétiques différentes en fonction de l’intensité.

100% VO2 max ou 80 % VO2 max

1) intensité faible VLa/min < 0 [La]s

2) intensité moyenne VLa/min = 0

3) intensité supra VLa/min > 0 temps

Cela correspond à l’état stable de la VO2. Quand il y a du lactate après l’effort, cela est du à la 1^ere phase.

2.1.2 Effort sous maximale

Augmentation progressive de la lactatémie en fonction du temps. VLa/min > 0, VLa/min croit avec l’intensité de l’effort supra maximale. VLa/min augmente avec la DE.

2)

3)

[La]s

1)

temps

Di prampero : relation linéaire

DE

Y = ax + b

DE = 3 * VLa/min + VO2 repos

(ml/min*kg)

VO2 max

VLa/min (mmol/l*min)

Remarque : si DE = VO2 max alors VLa/min = 0

Si DE > VO2 max alors VLa/min > 0

2.1.3 EE(La) sanguin et DE (supra max)

Ce n’est rien d’autre que la pente de la relation entre DE et VLa/min. Quand lactatémie augmente d’1 mmol de lactate/l sang/min cela correspond à une augmentation DE de 3 mld’O2/min*kg.

DE (mld’O2/min*kg) = 3 * VLa/min (mmol La/l sang*min) + VO2 repos

2.2 Effort triangulaire

2.2.1 Introduction

- avec relation lactatémie et intensité de très nombreux auteurs ont cru pouvoir détecter des « seuils » de lactatémie. Se qui scientifiquement erroné, car lactatémie augmente de façon quasi exponentielle avec l’effort, donc pas de seuil.

- Ses seuils sont qualifiés « d’anaérobie », censé définir l’intensité de l’exercice au delà des quel le métabolisme énergétique est anaérobie. Le muscle n’est jamais en condition anaérobie.

2.2.2 Anaérobie de seuil (anaérobie threshold)

2.2.3 Aérobie et anaérobie de seuil

[La]s

	1 = aérobie 2 = anaérobie

1 2 Intensité

2.2.4 4 mmol/l seuil

Correspond à l’intensité de l’exercice où la lactatémie est de 4 mmol/l.

2.2.5 Intérêt dans cadre d’entraînement sportif

Le seuil est situé entre 60 et 80% VO2 max. avec l’entraînement le seuil s’améliore (même intensité exercice ; [lactate] diminue).

Lactatémie

av ap

Intensité

3) Cinétique post exercice

3.1 Effort sous max

Lactatémie diminue des l’arrêt de l’effort. Elle est exponentielle.

3.2 Effort supra max

3.2.1 Présentation

La lactatémie continue de croître après la fin de l’exercice. La lactatémie maximale est observé à 5-10 min post exercice, puis décroît de façon exponentielle. T ½ » 15 minutes. Il faut un certain temps avant l’apparition du lactate à la fin de l’effort. La diminution de la lactatémie est fonction du temps. Elle peut être modifié si la récupération est active. Intensité relative optimale permettant une diminution plus rapide de la lactatémie est de 40% VO2 max.

4) Interprétation physiologique de la lactatémie

4.1 Présentation

Si la lactatémie est de 0, cela ne veut pas dire que le muscle est en anaérobie.

VALa (mmol/l*min) apparition ; VDLa (mmol/l*min) disparition

VALa : Vari avec intensité, masse musculaire, % fibre hyperaérobie.

G®La

¯

La

¯

[La]

¯VDLa

La

La ® Pyruvate ® CO2 + H2O La ® Pyruvate ® G

5) Mécanisme biochimique responsable de production lactate

- pas absence d’O2, lié à la phase transitoire de l’exercice, intensité exercice, effort très intense, glycolyse très activé, flux très intense, formation du pyruvate et du NADH.

Vitesse NADH produit > vitesse NADH oxydé dans la chaîne respiratoire, accumulation de NADH au sein du cytoplasme. Par conséquence la relation de transformation du pyruvate en lactate va être orienté vers la droite. Lorsque la glycolyse est très activée, on forme du pyruvate à grande vitesse. Le pyruvate va s’accumuler et la relation de transformation du lactate en pyruvate se décale également de gauche à droite.

La vitesse d’oxydation du pyruvate est inférieur dans la glycolyse que dans la mitochondrie. Le pyruvate sert à réoxydé NAD.

6) Destinée du lactate

Le lactate sanguin a pour origine lors de l’effort le muscle et en particulier les fibres hypoaérobie. Lors de l’effort se lactate produit est généralement oxydé (transformé en pyruvate) par les muscles notamment. Lors de la période post exercice le lactate sanguin sera également utilisé, pour former du glucose (= néoglucogenèse) voir essentiellement du glycogène.

7) conclusion

- le lactate n’est pas un déchet métabolique, c’est un substrat énergétique de choix, notamment pour les fibres hyperanaérobies. C’est un partenaire d’échange entre les fibres et les tissus.

- le lactate n’est pas un facteur limitant de l’effort à l’origine de la fatigue. Au contraire, la production de lactate est un processus qui permet à l’effort d’être un peu prolongé (réoxydation du NADH cytoplasmique).

- la lactatémie est une notion compliquée. Elle est la résultante entre VALa et VDLa.

- la notion de seuil n’est pas justifié scientifiquement mais utile. La concentration de lactate grâce à équivalent énergétique peut être utile pour estimer la quantité d’énergie, la DE à l’effort supra maximal.

FIN