Adaptation respiratoire à l’effort

ADAPTATION RESPIRATOIRE ADAPTATION RESPIRATOIRE A LA L’’EFFORTEFFORT

Docteur Didier POLIN - Institut Régional de Médecine du Sport

Symboles utilisés en physiologie respiratoire

Symboles primairesSymboles primaires–– C: concentration dans le sangC: concentration dans le sang

–– F: fraction dF: fraction d’’un gaz dans un un gaz dans un mméélangelange

–– P: pression, pression partielleP: pression, pression partielle

–– Q et V: volume dans une liquide et Q et V: volume dans une liquide et dans un gazdans un gaz

–– °°Q etQ et°°V: DV: Déébit dans un liquide et bit dans un liquide et dans un gazdans un gaz

Symboles secondaires (indices Symboles secondaires (indices des prdes prééccéédents)dents)

–– Dans un liquideDans un liquide»» a:a: artartéérielriel»» v:v: veineuxveineux»» c:c: capillairecapillaire

–– Dans un gazDans un gaz»» A:A: alvalvééolaireolaire»» E:E: gaz expirgaz expiréé»» I:I: gaz inspirgaz inspiréé

Symboles tertiaires (en second Symboles tertiaires (en second indice)indice)

–– O2: oxygO2: oxygèène, ne, –– CO2: gaz carbonique, CO2: gaz carbonique, –– N2: azoteN2: azote

LL’’augmentation de la daugmentation de la déépense pense éénergnergéétique atique aéérobie drobie déépend des pend des possibilitpossibilitéés ds d’’adaptation du systadaptation du systèème des me des ééchanges gazeux changes gazeux respiratoire et circulatoire:respiratoire et circulatoire:–– PrPrééllèèvementvement–– TransportTransport–– Livraison aux tissusLivraison aux tissus

Quatre Quatre éétapes:tapes:–– VentilatoireVentilatoire: convection du milieu ext: convection du milieu extéérieur aux alvrieur aux alvééolesoles–– Diffusion: au travers de la membraneDiffusion: au travers de la membrane alvalvééoloolo--capillairecapillaire–– Circulatoire: convection vers les capillaires musculairesCirculatoire: convection vers les capillaires musculaires–– Tissulaire: transfertTissulaire: transfert hbhb/mb puis/mb puis oxydooxydo--rrééductionduction

Système d’échanges gazeux

Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport

RAPPELS

•Volume Courant (VC)

•Fréquence Respiratoire (FR)

• Ventilation (°V)

Valeurs normalesValeurs normales

Volume courantVolume courant–– Repos : 0,3 Repos : 0,3 àà 0,5 l0,5 l–– Effort: 1,5 Effort: 1,5 àà 2 l2 l

FrFrééquence respiratoirequence respiratoire–– Repos: 6 Repos: 6 àà 15/15/mnmn–– Effort Effort maxmax: 45/: 45/mnmn

Ventilation:Ventilation:–– Repos: 3 Repos: 3 àà 5 L/5 L/mnmn–– Effort Effort maxmax: 70 : 70 àà 100 L/100 L/mnmn



I. Influence de l’entraînement sur la mécanique ventilatoire

1. Les Volumes Pulmonaires1. Les Volumes Pulmonaires

CPT est inchangCPT est inchangéée par le par l’’entraentraîînementnement–– CV augmente peuCV augmente peu–– VR baisse peuVR baisse peu

Volume courant aprVolume courant aprèès entras entraîînementnement–– Non modifiNon modifiéé au reposau repos–– Non modifiNon modifiéé àà ll’’effort sous effort sous maxmax–– SS’é’éllèève un peu pour des efforts proches du ve un peu pour des efforts proches du maxmax


2. La Fr2. La Frééquence Respiratoirequence Respiratoire

AprAprèès entras entraîînementnement–– + basse au repos+ basse au repos–– + basse pour des efforts sous + basse pour des efforts sous maxmax

A lA l’’effort effort maxmax–– SS’é’éllèève un peu pour des efforts proches du ve un peu pour des efforts proches du maxmax


3. La Ventilation3. La Ventilation

AprAprèès entras entraîînementnement–– identique au reposidentique au repos–– + basse pour des efforts sous + basse pour des efforts sous maxmax

A lA l’’effort effort maxmax–– SS’é’éllèève en raison du VC>3 l et de la FR>50ve en raison du VC>3 l et de la FR>50–– JusquJusqu’à’à plus de 200 l/plus de 200 l/mnmn



RAPPELS

• Diffusion (DL02 et DLCO2)

• Différence Alvéolo-Capillaire

- (PAO2-PcO2) et (PACO2-PcCO2)

Valeurs normalesValeurs normales

DLO2DLO2–– Repos : 25ml/Repos : 25ml/mnmn/Torr/Torr–– Effort: 50 ml/Effort: 50 ml/mnmn/Torr/Torr

DLCO2DLCO2–– Repos: 400 ml/Repos: 400 ml/mnmn/Torr/Torr–– Effort : augmente sans limiteEffort : augmente sans limite

PPAAO2O2--PcO2:PcO2: PPAACO2CO2--PcCO2:PcCO2:–– Repos: 15 TorrRepos: 15 Torr ----: +6 Torr: +6 Torr–– Effort: 65 TorrEffort: 65 Torr ----: : -- 35 Torr35 Torr



II. Influence de l’entraînement sur les échanges gazeux

1. La Diffusion Pulmonaire1. La Diffusion Pulmonaire

AprAprèès entras entraîînementnement–– identique au reposidentique au repos–– identique pour des efforts sous identique pour des efforts sous maxmax

A lA l’’effort effort maxmax–– SS’é’éllèève en raison du flux sanguinve en raison du flux sanguin–– Nombre dNombre d’’alvalvééoles impliquoles impliquéées plus importantes plus important


2. La Diff2. La Difféérence rence AlvAlvééoloolo--capillairecapillaire

PPAAO2 O2 –– PcO2PcO2–– Passe de 15 Torr Passe de 15 Torr àà 6565–– Facilite la diffusion alvFacilite la diffusion alvééoles vers capillairesoles vers capillaires

PPAACO2CO2 –– PPCCCO2CO2–– Passe de 6 Torr Passe de 6 Torr àà –– 3535–– Il nIl n’’y a pas de limitation y a pas de limitation àà la diffusion du CO2la diffusion du CO2


La Consommation dLa Consommation d’’OxygOxygèènene


1. M1. Mééthodes de mesuresthodes de mesures

Estimation Estimation –– IndirecteIndirecte–– Abaques Abaques

CalculCalcul–– Principe de Principe de fick fick

»» °°VO2 = VO2 = °°Q x (Ca O2Q x (Ca O2--CvO2)CvO2)

–– PneumotachographePneumotachographe»» °°VO2 = VO2 = °°Ve x (FIO2Ve x (FIO2--FEO2)FEO2)


2. R2. Réésultatssultats

Hommes Hommes –– SSéédentaires : 35 dentaires : 35 àà 50 ml/kg/50 ml/kg/mnmn–– EntraEntraîînnéés: 45 s: 45 àà 85 ml/kg/85 ml/kg/mnmn

FemmesFemmes–– SSéédentaires: 25 dentaires: 25 àà 40 ml/kg/40 ml/kg/mnmn–– EntraEntraîînnéées: 40 es: 40 àà 75 ml/kg/75 ml/kg/mnmn

EnfantsEnfants–– JusquJusqu’à’à 10 ans 10 ans éégal chez les gargal chez les garççons et les fillesons et les filles–– Max:17 ans pour les garMax:17 ans pour les garççons ons –– 13 pour les filles13 pour les filles


3. Variation du potentiel a3. Variation du potentiel aéérobierobieHHéérrééditditéé : 25 : 25 àà 50% selon les 50% selon les éétudestudes

Age: Baisse de 0,7%/an aprAge: Baisse de 0,7%/an aprèès 30 ans s 30 ans

Le sexe: 25% infLe sexe: 25% inféérieure chez les femmesrieure chez les femmes

LL’’entraentraîînabilitnabilitéé : variation de 0 : variation de 0 àà 40%40%

LL’’entraentraîînement: spnement: spéécificitcificitéé


4. 4. Evolution Evolution de la VO2 avec lde la VO2 avec l’’exerciceexercice

Rectangulaire: IntensitRectangulaire: Intensitéé constanteconstante–– VO2 augmente progressivementVO2 augmente progressivement

»» Constitution du dConstitution du dééficit en O2ficit en O2»» Utilisation des rUtilisation des rééserves dserves d’’O2 sur la myoglobineO2 sur la myoglobine»» UtilisationUtilisation dd’’ATPATP et de CPet de CP

–– StabilitStabilitéé: Plateau d: Plateau d’é’équilibrequilibre»» Couverture des besoins Couverture des besoins éénergnergéétiquestiques»» Niveau du plateau proportionnel Niveau du plateau proportionnel àà ll’’intensitintensitéé

–– RRéécupcupéérationration»» Progressive en trois phasesProgressive en trois phases


DDéébitbit ventilatoireventilatoire < ventilation< ventilation maxmax volontairevolontaireDDéébit peut augmenter volontairement en fin bit peut augmenter volontairement en fin dd’’exerciceexercicePlus faible variation de pression pour même Plus faible variation de pression pour même volumevolumeIdem pour même dIdem pour même déébitbitRRééserveserve ventilatoireventilatoire

Limitation de VO2Limitation de VO2 maxmax??

Ventilation max dVentilation max d’’effort proche de ventilation effort proche de ventilation max volontairemax volontaireDDéésaturationsaturation àà ll’’effort max?effort max?Consommation dConsommation d’’oxygoxygèène du diaphragme et ne du diaphragme et des muscles respiratoires?des muscles respiratoires?

Chez lChez l’’athlathlèète de haut niveaute de haut niveau

Health & Medicine

Adaptation respiratoire à l’effort