Prediction de la performance a partir de la vo2max
au cours d’un semi-marathon

Les effets sur le système respiratoire

L’aptitude à consommer l’oxygène à un débit élevé pendant la course de fond est associée à la capacité de soutenir des débits ventilatoires élevés pendant des durées prolongées. La ventilation constitue pour le coureur, le meilleur moyen d’appréciation subjective de la contrainte à laquelle il est soumis. Bien que le débit ventilatoire ne soit pas en corrélation parfaite avec la consommation d’oxygène, le coureur peut ajuster son rythme de course de façon à soutenir un niveau tolérable de détresse. Au repos, l’oxygène consommé par les muscles de la ventilation ne représente qu’une petite fraction (1%) du métabolisme total de l’organisme. Lorsque le débit ventilatoire augmente, le coût en oxygène de chaque litre ventilé devient progressivement plus élevé. Pendant les courses de fond, les besoins de la ventilation peuvent représenter jusqu’à 9% de la dépense énergétique totale .

Les changements de la composition du sang

Il est possible d’observer des augmentations importantes de la concentration sanguine et musculaire du lactate pendant la course. Parmi les constituants du sang, le glucose est reconnu comme l’une des sources primordiales de l’énergie utilisée lors des exercices d’endurance. En dehors du cas où le glucose est apporté par la boisson, seule la dégradation du glycogène hépatique intervient pour maintenir la glycémie à son niveau normal [70]. On note donc une diminution du glucose sanguin au cours des courses de fond. Le glucose sanguin constituant pour le système nerveux la source principale d’énergie, l’hypoglycémie est l’une des causes de l’épuisement éprouvé pendant la course de fond [23]. Il peut y avoir, surtout après la trentième minute de course, l’utilisation des acides gras libres qui constituent une autre source d’énergie. Ceci se traduit par une augmentation du taux plasmatique des acides gras et du glycérol, ce dernier constituant un sous produit de la dégradation des triglycérides. Le rôle du métabolisme lipidique dans l’exercice d’endurance ne doit pas être mésestimé : il 21 constitue une source d’énergie de remplacement et évite l’épuisement prématuré des stocks musculaires de glycogène [23]. 

Les effets sur le métabolisme musculaire

Des études [19, 27,72] pratiquées en laboratoire ou sur un terrain ont abondamment montré que les glucides constituent la source principale d’énergie pendant la plupart des compétitions d’athlétisme. Ces glucides sont fournis par le foie sous forme de glucose sanguin et par les réserves musculaires de glycogène. Au début de l’exercice, c’est le glycogène musculaire qui constitue la principale source de glucides. L’épuisement de ces réserves s’accompagne d’une augmentation de la captation et de l’utilisation du glucose présent dans le sang. Lorsque les réserves de glycogène descendent à un niveau très bas, la performance du coureur diminuerait considérablement si les graisses extra ou intra musculaires n’étaient pas mis à contribution. 

Les effets sur la thermorégulation et les pertes hydriques

L’hyperthermie représente une menace grave pour la santé ainsi que le niveau de performance du coureur de fond. Le muscle en activité libère d’importantes quantités de chaleur pouvant atteindre plus de 20 fois celle de repos. La régulation de la chaleur par l’organisme est sous le contrôle de l’hypothalamus. L’hypothalamus fonctionne comme un thermostat et règle la déperdition de chaleur en faisant varier la sudation et le débit sanguin cutané. Ce système de refroidissement, aussi efficace soit-il, présente quand même des limites : il est parfois incapable de faire face à la production de chaleur lorsque celle-ci devient trop intense. L’un des rôles les plus importants du système circulatoire consiste à transporter la chaleur produite par les muscles vers la surface du corps, d’où elle peut être transférée vers le milieu environnant. Le volume de sang disponible pour effectuer les différents transports (chaleur, aliments et déchets) étant limité, l’exercice représente pour le système circulatoire une contrainte supplémentaire. Une part importante du débit cardiaque doit être répartie entre la peau et les muscles en 22 activité. Dès lors, tout facteur déterminant une surcharge du système circulatoire, ou qui réduit le transfert de chaleur dans le milieu environnant, réduit dans de larges proportions la performance du coureur et lui faire courir le risque d’un coup de chaleur. L’évacuation de chaleur par évaporation de la sueur détermine une importante déperdition d’eau corporelle. La valeur du débit sudoral est directement fonction de la vitesse moyenne du coureur .

LA CONSOMMATION MAXIMALE D’ OXYGENE (VO2max)

La consommation maximale d’oxygène (VO2max) est le volume maximal d’oxygène prélevé au niveau des poumons, et utilisé par les muscles par unité de temps. Le volume d’oxygène consommé ne dépasse pas cette valeur même si l’effort augmente en intensité [42]. La VO2max est exprimée habituellement en litres par minute (L/min). Afin de personnaliser la mesure et tenir compte des différentes constitutions (enfant ou adulte, petit ou grand gabarit, le genre….), la valeur observée est le plus souvent rapportée à l’unité de masse corporelle pour déterminer une VO2max dite « spécifique » qui s’exprimera alors en millilitres par kilogramme et par minute (mL/kg/min) [81]. La VO2max est une caractéristique individuelle qui dépend des caractères anatomiques et physiologiques des individus, à savoir la capacité : – de diffusion de l’oxygène de l’air inspiré des alvéoles vers le sang ; – de transport de cet oxygène, qui dépend du nombre de globules rouges, du débit cardiaque et du développement du système vasculaire (notamment capillaire) ; – d’utilisation de cet oxygène par les cellules musculaires ; Cette VO2max est un véritable reflet des capacités du sportif à faire fonctionner son système pulmonaire et cardio-vasculaire. La VO2max peut être influencée à chaque étape allant de l’oxygène de l’air ambiant à l’utilisation de l’oxygène par la fibre musculaire .

Valeurs normales et variations physiologiques de la VO2max I

Valeurs normales La valeur moyenne de la VO2max chez les sédentaires est de : • 45-50mL/min/kg pour les hommes, • 35-40mL/min/kg pour les femmes. La VO2max dépend en réalité de plusieurs facteurs [

Variations physiologiques La consommation maximale d’oxygène varie en fonction de plusieurs facteurs. Les plus importants sont le type d’exercice, les caractères héréditaires, le niveau d’entraînement, l’âge, le sexe et la composition corporelle et même des méthodes de mesures utilisées. I.2.2.2.1-Selon le type d’exercice Les variations de la VO2max observées avec divers types d’exercices dépendent de la quantité de masse musculaire activée au cours de l’effort. Certaines expériences ont permis d’évaluer la VO2max des mêmes sujets dans les épreuves diverses. C’est au tapis roulant qu’on a obtenu le score le plus élevé, identique par ailleurs à celui des montées répétées sur un banc. Sur bicyclette ergométrique, les valeurs furent significativement moins élevées. Au cours d’un test sur exerciseur pour bras, la valeur de la VO2max n’a atteint approximativement que 70% du résultat sur tapis roulant. La consommation maximale d’oxygène de nageurs habiles, mais non entraînés, est généralement de 20% inférieure à la nage qu’à la course sur tapis roulant [12, 47,76]. I.2.2.2.2-Selon l’hérédité Des études [16, 17, 50,67] sur un grand nombre de sujets, jumeaux identiques et faux jumeaux, ont indiqué un effet significatif de l’hérédité sur la capacité aérobie et la performance en endurance. La contribution relative de l’hérédité à la VO2max est comprise entre 10 et 30%. Les facteurs génétiques font intervenir aussi bien la capacité de transport de l’oxygène que la structure du muscle.