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INTERET PRATIQUE DE LEPREUVE DEFFORT I - MECANISMES PHYSIOLOGIQUES DADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE A.W. KEDRA Service dExplorations Fonctionnelles -

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1 INTERET PRATIQUE DE LEPREUVE DEFFORT I - MECANISMES PHYSIOLOGIQUES DADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE A.W. KEDRA Service dExplorations Fonctionnelles - Hôpital Lariboisière

2 PLAN Exercice musculaire (E.M.) - généralités Epreuve deffort : Matériel Méthodes Mécanismes physiologiques dadaptation à lE.M. : hémodynamiques (centrale, périphériques), ECG respiratoires hématose commandes : nerveuses, hormonales, métaboliques Mesure de la VO2 : intérêt, méthodes, résultats A.W. KEDRA 2010 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE A.W.KEDR9 2012

3 PLAN Exercice musculaire (E.M.) - généralités Epreuve deffort : Matériel Méthodes Mécanismes physiologiques dadaptation à lE.M. : hémodynamiques (centrale, périphériques), ECG respiratoires hématose commandes : nerveuses, hormonales, métaboliques Mesure de la VO2 : intérêt, méthodes, résultats A.W. KEDRA 2010 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE A.W.KEDR9 2012

4 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE EXERCICE MUSCULAIRE (E.M.) - GENERALITES (1) ACTIVITE MUSCULAIRE : volontaire (consciente) inconsciente (réflexe, sous corticale) MUSCLES striés : squelettiques, cardiaque lisses A.W.KEDR9 2012

5 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE EXERCICE MUSCULAIRE - GENERALITES (2) TYPE DE CONTRACTION MUSCULAIRE statique = isométrique (« handgrip ») dynamique = isotonique A.W.KEDRA 2012

6 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE VOIES METABOLIQUES en f ° de TYPE DEXERCICE

7 EXERCICE MUSCULAIRE DYNAMIQUE Types : triangulaire rectangulaire t t W W A.W. KEDRA 2012 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE

8 EXERCICE MUSCULAIRE = le plus puissant stimulus physiologique, sollicitant plusieurs organes et systèmes, permettant dévaluer les performances ph., déceler de nombreuses pathologies A.W.KEDRA 2012

9 PLAN Exercice musculaire (E.M.) - généralités Epreuve deffort : Matériel Méthodes Mécanismes physiologiques dadaptation à lE.M. : hémodynamiques (centrale, périphériques), ECG respiratoires hématose commandes : nerveuses, hormonales, métaboliques Mesure de la VO2 : intérêt, méthodes, résultats A.W. KEDRA 2010 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE A.W.KEDR9 2012

10 EPREUVE DEFFORT - MATERIEL (1) BICYCLETTE ERGOMETRIQUE A.W. KEDRA 2012

11 EPREUVE DEFFORT - MATERIEL (2) BICYCLETTE ERGOMETRIQUE - TABLEAU DE BORD A.W. KEDRA 2012

12 EPREUVE DEFFORT - MATERIEL (3) MANOMETRE (« tensiomètre ») A.W. KEDRA 2012

13 EPREUVE DEFFORT - MATERIEL (4) A.W. KEDRA 2012

14 EPREUVE DEFFORT - MATERIEL (5) ECG - ECRAN DE SURVEILLANCE A.W. KEDRA 2012

15 EPREUVE DEFFORT - MATERIEL (6) TAPIS ROULANT A.W. KEDRA 2012

16 EPREUVE DEFFORT - MATERIEL (7) TAPIS ROULANT - PENTE 15% A.W. KEDRA 2012

17 EPREUVE DEFFORT - MATERIEL (8) TAPIS ROULANT - « TABLEAU DE BORD » A.W. KEDRA 2012

18 PLAN Exercice musculaire (E.M.) - généralités Epreuve deffort : Matériel Méthodes Mécanismes physiologiques dadaptation à lE.M. : hémodynamiques (centrale, périphériques), ECG respiratoires hématose commandes : nerveuses, hormonales, métaboliques Mesure de la VO2 : intérêt, méthodes, résultats A.W. KEDRA 2010 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE A.W.KEDR9 2012

19 E.M. DYNAMIQUE TRIANGULAIRE SUR TAPIS ROULANT A.W. KEDRA 2012 EPREUVE DEFFORT - METHODES (1) Vitesse constante 3,4 miles/h PROTOCOLE BALKE Pente (%) Temps (min)

20 PLAN Exercice musculaire (E.M.) - généralités Epreuve deffort : Matériel Méthodes Mécanismes physiologiques dadaptation à lE.M. : hémodynamiques (centrale, périphériques), ECG respiratoires hématose commandes : nerveuses, hormonales, métaboliques Mesure de la VO2 : intérêt, méthodes, résultats A.W. KEDRA 2010 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE A.W.KEDR9 2012

21 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE MODIFICATIONS PHYSIOLOGIQUES hémodynamiques (centrale, périphérique) respiratoires hématose métaboliques A.W.KEDRA 2012

22 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE MAIS QUELLE QUE SOIT LEFFICACITE DE CES MECANISMES DADAPTATION hémodynamiques respiratoires hématose métaboliques A.W.KEDRA 2012

23 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE Limite : consommation maximale doxygène VO 2 Max. = quantité maximale dO 2 utilisable par lorganisme, conditionnant la performance physique, pour les exercices de plus de min. VO 2 = Qc x DAV VO 2 = Qc x (CaO 2 – CvO 2 ) A.W.KEDRA 2012

24 PLAN Exercice musculaire (E.M.) - généralités Epreuve deffort : Matériel Méthodes Mécanismes physiologiques dadaptation à lE.M. : hémodynamiques (centrale, périphériques), ECG respiratoires hématose commandes : nerveuses, hormonales, métaboliques Mesure de la VO2 : intérêt, méthodes, résultats A.W. KEDRA 2010 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE A.W.KEDR9 2012

25 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE HEMODYNAMIQUE CENTRALE Modifications du débit cardiaque (Qc) débit cardiaque : Qc = FC x VES FC x 4 à 5 (FCMT = lâge) VES + 50% (orthostatisme, <120/) retour veineux A.W.KEDRA 2012

26 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE HEMODYNAMIQUE PERIPHERIQUE Modifications des débits artériels périphériques - territoires musculaires actifs - muscles respiratoires - myocarde - territoires hépato-splanchnique - rénal - cutané (au début) puis (T° rég.) = - encéphalique A.W.KEDRA 2012

27 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE PRESSION ARTERIELLE SYSTEMIQUE PAS jusquà 230 mm Hg = PAD ( stable) PA différentielle (ou pulsée) PA différentielle = PAS – PAD PAM = PAD + 1/3(PAS - PAD) A.W.KEDRA 2012

28 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE RESISTANCES HEMODYNAMIQUES Rh = PAM/Qc car PAM et Qc donc Rh A.W.KEDRA 20012

29 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE PRESSION ARTERIELLE PULMONAIRE modérée PAP modérée PCP meilleure perfusion pulmonaire. A.W.KEDRA 2012

30 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE PERFUSION PULMONAIRE en fonction des pressions : intra alvéolaire et hémodynamiques % Q A.W.KEDRA 2012

31 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE MODIFICATIONS DE LECG espace R - R car FC espace PR (ou PQ) intervalle QT initiale d'amplitude de l'onde R puis amplitude onde P (surtout en D2, D3, aVF) sous décalage « jonctionnel » du segment ST P T Q R S J A.W.KEDRA 2012

32 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE SOUS DECALAGE DU SEGMENT ST : Type « jonctionnel » (physiologique) BASALST Max. A.W.KEDRA 2012

33 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE SOUS - DECALAGE DU SEGMENT ST : Type horizontal et/ou descendant (ischémique) 80 ms REPOS30W 360W 1 A.W.KEDRA 2012

34 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE SOUS DECALAGE ISCHEMIQUE ST : A.W.KEDRA 2012

35 PLAN Exercice musculaire (E.M.) - généralités Epreuve deffort : Matériel Méthodes Mécanismes physiologiques dadaptation à lE.M. : hémodynamiques (centrale, périphériques), ECG respiratoires hématose commandes : nerveuses, hormonales, métaboliques Mesure de la VO2 : intérêt, méthodes, résultats A.W. KEDRA 2010 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE A.W.KEDR9 2012

36 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE MODIFICATIONS RESPIRATOIRES VO 2 à toutes les étapes respiratoires : NIVEAU VENTILATOIRE : VE - débit respiratoire l/min VT - volume courant 0,5 3,5 l FR - fréquence respiratoire 12 70/ FIO 2 étant immuable FEO 2 stable proportionnalité VE - VO 2 A.W.KEDRA 2012

37 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE DEBIT VENTILATOIRE A LEFFORT VE l/min EM 1. accrochage ventilatoire 2. installation 3. état stable 4. décrochage ventilatoire 5. récupération t (min) W x 12 A.W.KEDRA 2012

38 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE MODIFICATIONS RESPIRATOIRES TRANSFERT ALVEOLO – CAPILLAIRE (1) temps de contact air - sang MAIS : différence P intra-Alv. O 2 – P art. O 2 et P intra-Alv. CO 2 – P art. CO 2 ne varie pas car : - importante réserve de temps pour l'hématose et - mise en jeu de nouveaux territoires pulmonaires (apicaux) A.W.KEDRA 2012

39 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE REPOS EXERCICE RESERVE DE TEMPS POUR LHEMATOSE A.W.KEDRA 2012

40 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE MODIFICATIONS RESPIRATOIRES TRANSFERT ALVEOLO – CAPILLAIRE (2) de capacité de diffusion avec la puissance car : débit sanguin pulmonaire débit ventilatoire doù rapport ventilation/perfusion A.W.KEDRA 2012

41 PLAN Exercice musculaire (E.M.) - généralités Epreuve deffort : Matériel Méthodes Mécanismes physiologiques dadaptation à lE.M. : hémodynamiques (centrale, périphériques), ECG respiratoires hématose commandes : nerveuses, hormonales, métaboliques Mesure de la VO2 : intérêt, méthodes, résultats A.W. KEDRA 2010 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE A.W.KEDR9 2012

42 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE DIFFERENCE ARTERIO - VEINEUSE (DAV) DAV : CaO 2 inchangé sauf pour EM intenses et prolongés sudation V. Plasm. Ht CvO 2 mais valeur plancher 2 à 4 Vol% A.W.KEDRA 2012

43 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE CESSION DOXYGENE EN PERIPHERIE (1) VO 2 locale (muscles actifs) VO 2 locale = Q sang. loc. x (CaO 2 - CvO 2 ) car - Q sanguin local - CaO 2 - CvO2 A.W.KEDRA 2012

44 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE CESSION DOXYGENE EN PERIPHERIE (2) Facilitation de la libération dO 2 par Hb : - T° loc., pH, PCO 2 (effet Bohr) - capillarisation musculaire - densité mitochondriale intramusculaire - activités enzymatiques A.W.KEDRA 2012

45 PLAN Exercice musculaire (E.M.) - généralités Epreuve deffort : Matériel Méthodes Mécanismes physiologiques dadaptation à lE.M. : hémodynamiques (centrale, périphériques), ECG respiratoires hématose commandes : nerveuses, hormonales, métaboliques Mesure de la VO2 : intérêt, méthodes, résultats A.W. KEDRA 2010 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE A.W.KEDR9 2012

46 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE - COMMANDES NERVEUSES FC (juste avant et au tout début de lEM, due à lactivation des centres bulbaires) - stimulation p A.W.KEDRA 2012

47 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE COMMANDES HORMONALES catécholamines circulantes COMMANDES METABOLIQUES Rh muscles actifs VD due à : pO 2 et pH, PCO 2, adénosine, … A.W.KEDRA 2012

48 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE ! Les substances VD soustraient les vaisseaux des territoires actifs aux influences vasomotrices générales notamment stim. A.W.KEDRA 2012

49 PLAN Exercice musculaire (E.M.) - généralités Epreuve deffort : Matériel Méthodes Mécanismes physiologiques dadaptation à lE.M. : hémodynamiques (centrale, périphériques), ECG respiratoires hématose commandes : nerveuses, hormonales, métaboliques Mesure de la VO2 : intérêt, méthodes, résultats A.W. KEDRA 2010 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE A.W.KEDR9 2012

50 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE MESURE DE LA VO 2 Max. (1) Rappel : VO 2 Max. = quantité maximale dO 2 utilisable par lorganisme, conditionnant la performance physique, pour les exercices de plus de 2-3 min. A.W.KEDRA 2012

51 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE MESURE DE LA VO 2 Max. (2) 250 ml/min au repos environ 3 l/min à lexercice maximal très grande variabilité inter - individuelle rapportée au poids corporel (ml/min/kg) 3,5 ml/min/kg au repos VO 2 Max > 25 ml/min/kg maximum ans : H , F ml/min/kg exprimée en M.E.T. : Metabolic Equivalent of Task 1 M.E.T. = 3,5ml/min/kg A.W.KEDRA 2012

52 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE MESURE DE LA VO 2 Max. (3) Mesure directe : déroulement selon le protocole de lECG deffort exercice maximal par paliers progressifs de 2–3 min ou augmentation de charge en « rampe » mesures VE, VO 2, VCO 2, QR par : - analyseurs O 2 et CO 2 - pneumotachographe pour les débits monitorage et enregistrement de l'ECG profils FC et PA A.W.KEDRA 2012

53 MESURE DE LA VO 2 Max A.W. KEDRA 2010 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE A.W.KEDRA 2012

54 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE MESURE DE LA VO2 Max. (4) Mesures facultatives : mesures des gaz du sang dosage de la lactatémie A.W.KEDRA 2012

55 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE MESURE DE LA VO2 Max. (5) Critères d'atteinte de la VO 2 Max : FCMT atteinte (FCMT = 220- âge) épuisement stagnation VO 2 malgré intensité exercice QR >1,1 (QR = VCO 2 /VO 2 ) lactatémie > 8 mmol/l A.W.KEDRA 2012

56 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE Repos W VO 2 l/min VO 2 Max. a-t-elle été atteinte ? A.W.KEDRA 2012

57 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE dette paiement de la dette VO 2 l/min DETTE dO 2 et REMBOURSEMENT t (min) EM 120W x 15 min A.W.KEDRA 2012

58 EFFETS DE LENTRAINEMENT (AEROBIE) NIVEAU METABOLIQUE : mitochondries : nombre, volume, utilisation O 2 enzymes oxydatives : oxydation des glucides : rapidité oxydation des graisses : rapidité & précocité lactates : dégradation, consommation, tolérance recul du seuil typologie musculaire : fibres lentes oxydatives A.W.KEDRA 2012

59 EFFETS DE LENTRAINEMENT (AEROBIE) NIVEAU CARDIO - RESPIRATOIRE (1) Débit cardiaque maximal : Fréquence cardiaque maximale : Volume d'éjection systolique : Extraction d'oxygène (DAV) : Pression artérielle : PAS, PAD …/… A.W.KEDRA 2012

60 EFFETS DE LENTRAINEMENT (AEROBIE) NIVEAU CARDIO - RESPIRATOIRE (2) Anatomie du cœur : volume du VG, masse myocardique Capillarisation musculaire Débit sanguin des territoires actifs Débit respiratoire maximal (VE max) Consommation maximale dO 2 (VO 2 max) Meilleure utilisation des m. respiratoires. A.W.KEDRA 2012

61 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE VO 2 max. ml/min/kg VO 2 max. chez le sportif de haut niveau A.W.KEDRA 2012

62 LE SURENTRAINEMENT SIGNES FONCTIONNELS : des performances de la fatigabilité récupération plus lente troubles du sommeil perte de l'appétit perte de poids myalgies état dépressif palpitations A.W.KEDRA 2012

63 LE SURENTRAINEMENT SIGNES PHYSIQUES : FC au repos du temps de récupération de la FC repos anémie, carence en fer des enzymes musculaires des hormones : testostérone, cortisol de la lactatémie maximale modifications de l'ECG : - troubles du rythme - troubles de la repolarisation A.W.KEDRA 2012

64 ADAPTATION A LEXERCICE MUSCULAIRE F I N


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