Transcript VO 2 max - STES: Santé au Travail

Facteurs modulant la performance physique
Capacités physiques
tâche à
accomplir
Mesure de la performance
Scientifique: - quantification
- corrélation
- approche bioénergétique
1 - VO2 max et niveau de performance (sports – travail)
Niveau de performance
VO2 max ml/kg/min
Sujets sédentaires (F+H)
Sujets normaux
F
H
Sportifs d’endurance
idem, niveau international
Valeurs maximales
30 – 35
38
45
55 - 65
65 - 80
80 - 90
2 – VO2 max et charge d’entrainement(travail)
3 – VO2 max et récupération post effort
4 – VO2 max et effets physiologiques de l’entrainement
La consommation maximale d’oxygène
= index de référence
-notion de capacité :…quantité totale de travail
-notion de puissance :...quantité d’énergie délivrée par
unité de temps
Unité d’écriture
VO2 max : l.min-1 ; ml.kg-1.min-1
Reflète fidèlement la capacité aérobie
mais
l’unité est celle d’une puissance…
Mesure de la VO2 max
différents protocoles (objectif, âge, matériel,…)
mesures directe - indirecte
! Paramètres physiologiques max : 70% mm totale !
types d’ergomètre : tapis roulant – ergocycle
Types d’ergomètres
bicyclette
tapis roulant
A. Facilités d’exécution
Obtention d’une VO2 élevée
++
+++
Obtention données physiologiques
+++
±
Mesure puissance appliquée
+++
g
Présence personnel expérimenté
+
---
Coût équipement
+
---
Encombrement
+
---
…
B. Caractéristiques indésirables
…
! notion de spécificité !
Labo :mesure directe de la VO2 max lors d’une épreuve d’effort
de type maximal (protocole triangulaire avec rampe)
Critères objectifs de maximalité de l’effort :
- FCM théorique
- QR  1,10
- Lactate  9 mM/L
- plafonnement VO2
Influence de l’âge sur la VO2 max
-25%
- 1 % / an à partir de l’âge de 30 ans
Activités professionnelles:
relation entre FC max et FC moy
Ouvriers du bâtiment
30 à 70 ans
…FCM haute…rendement au travail
plus important…
VO2 max :
influence de la
morphologie
…
 expression des résultats
de manière relative !
…constitution physique
+
…physiologie
…pathologie
Coût énergétique moyen
des activités physiques de l’homme
(études de labo ou de terrain)
-activités générales:marche et course lente:4-6 kcal/min….
-travail de bureau:2kcal/min
-travaux ménagers:1,3-5kcal/min
-travaux bâtiments:3-9kcal/min
-industrie lourde:3-9kcal/min
-fonderies:3-11,5kcal/min
-mines:5,5-11kcal/min
-travail rural:2,5-8-11kcal/min
-activités sportives:8-15kcal/min
-activités militaires:2-10kcal/min
 > 24 kcal/min!
1 kcal = 0,2 L O2
…valeurs  moyennes !
…morphologie,état de santé,conditions atmosphériques,…
Evaluer le niveau énergétique
d’une tâche professionnelle ?
1-Référence aux données existantes
-soit tâche similaire
-soit assimilation à une tâche quantifiée
2-Recherche expérimentale nouvelle
-mesures en laboratoire
-mesures sur le terrain
Intérêt de la connaissance de la dépense énergétique?
-classification rationnelle des travaux physiques
-comparaison; établissement d’un profil énergétique de poste
-pénibilité du travail physique
Exemples de classification
des travaux :
-dénomination arbitraire
entre des limites variables
-dénomination propre à
une entreprise donnée
-…
… Potentiel anaérobie…  Force musculaire
influence de l’âge et du sexe
déclin F max
m MI-tronc > m MS

diminution m.m.
-25%
Force musculaire (au travail)
1- Facteurs « biologiques »
2- Facteurs « professionnels »:
Posture
-disposition du poste de travail:…posture…!
-influence du métier
-port d’équipements de travail
…
Position assise
Msup
/ Fmax: . position des segments du membre (! Angle articulaire)
. nature de l’effort(poussée>traction>élévation
>abaissement>rotation int ,ext)
. stabilité de la posture adoptée
Exploration de la force musculaire
-nature de l’effort
-plans dans l’espace
…
Organisation spatiale
du travail
(ergonomie)
Les contraintes du travail
Facteurs de charge
Manifestations
physiologiques
Les contraintes primaires intéressent la vie dans l’entreprise,
les contraintes secondaires la vie hors de l’entreprise
Organisation temporelle du travail
Les rythmes biologiques régissent les fonctions physiologiques,
psychologiques,…
Rythmes biologiques
et travail…
Veille et sommeil…
n=8
 conflits…
EX :décalage horaire(6h) et
tests psychomoteurs
Organisation temporelle du travail
Durée et horaires de travail…
Variabilité de l’horaire
Ex:distribution des systèmes d’horaires de nuit
dans les hopitaux
Travail à la chaleur
L’élévation de la FC est un bon indicateur du travail assuré
par le cœur pour lutter contre la chaleur
Ex:calcul des extrapulsations cardiaques d’origine thermique
(Vogt,Arch.Mal.Prof.,1979;40:131-190)
Le travailleur vieillissant
Début du vieillissement…
Habileté manuelle versus qualités physiques et intellectuelles…
15%!
Niveau de la capacité fonctionnelle suivant l’âge
Le travailleur vieillissant
Vieillissement comparé de la force musculaire et de la puissance
maximale aérobie
!!
Conséquences pratiques?
-intérêt du maintien d’une activité physique régulière…
promouvoir l’activité physique
-jugement sur l’aptitude physique au travail du sujet âgé…
préciser le type de tâche à réaliser
Le travailleur vieillissant
-Aptitudes fonctionnelles entre
30 et 85 ans
-SNC et organes de sens:
- performants…
…assurer un suivi
-tâche de surveillance
-tâche de pilotage
-…
Nutrition et performance physique
Ration calorique:
glucides : 55-60%
lipides : pas plus de 30%
protéines : 10 à 15%
…
Rôles des glucides !
Besoins nutritionnels adaptés à la charge de travail
Besoin d’énergie quotidien de l’homme au travail:
oscille entre 2000 et 5000kcal
-2000:travail de bureau,position assise
-3500:travail physique fatigant ex:bâtiment
-4500:bûcheron
-5000:travaux agricoles,forestiers
Nutrition et performance physique
- I > 75% VO2 max ! Importance du contenu initial en glycogène musculaire
!!
9 sujets
75 % VO2 max
3 jours
quadriceps
sportif
…travail physique!
Application:
Influence du jeûne du mois de Ramadan sur le coût énergétique
et le travail musculaire en milieu professionnel
1-Evaluation de la charge de travail pendant et
en dehors du Ramadan
Indices de
contrainte
cardiaque
Réf:-Frimat,Arch.Mal.Prof,1989,50,4,357-360
-Chamoux,Arch.Mal.Prof,1999,60,2,145-147
2-Facteurs de variation des paramètres d’astreinte cardiaque
liés à l’individu
NON:âge,ancienneté,AP,prise Rp,tabac,alcool
OUI:habitudes de sommeil
Retentissement négatif de ce mode de vie sur la charge de travail
3-Evaluation de la pénibilité du travail (questionnaire)
4-Discussion et conclusion
Les habitudes de vie pendant le Ramadan engendrent des
répercussions négatives sur la vie professionnelle des
jeûneurs en majorant la charge globale de travail musculaire.
…explication
Démarche d’éducation sanitaire au profit des travailleurs,
touchant à l’hygiène de vie et au comportement alimentaire
ainsi qu’un aménagement du rythme de travail pendant
le Ramadan
Facteurs affectant la performance
au travail…
Certaines sustances figurent régulièrement dans la ration alimentaire
sans que leur présence corresponde à un besoin réel de l’organisme,
ni sur le plan énergétique ni sur le plan plastique…
Elles jouent cependant un rôle au point de vue physiologique.
-Caféine ?
-Tabac ?
-Alcool ?
1 – Caféine : coup de fouet pour les
performances ?
Stimulant le plus consommé
Constituant normal de l’alimentation
Très populaire parmi les sportifs
Doit-on considérer la caféine comme une substance
ergogénique ?
Teneur en caféine de certaines denrées alimentaires
…médicaments:
30-85 mg/co
. = alcaloide appartenant aux méthylxanthines(théophylline,théobromine,…)
. café-caféine
. = le stimulant le plus consommé dans les milieux sportifs!
Effets physiologiques de la caféine
1 – sur le SNC
active la fonction cérébrale :
vigilance ,temps de réaction ,activités motrices
2 – sur la contraction musculaire
abaisse le seuil d’activation des f.m. et de la
conduction nerveuse
3 – sur le métabolisme
stimule l’utilisation des graisses
½ vie longue(4-6h);métabolisation hépatique
favoriser la performance physique
ou intellectuelle…
Effets de la caféine sur la fonction cognitive
15 sp endurants
H – âge m:23a
design
tests post effort
(2h-70% I)
Int J Sports Med,1999
!!
Noir:avant ex,Gris:après ex- x p<0,05;xx p<0,01;xxx p<0,005
Synopsis des études consacrées à l’effet de la caféine
sur la durée de l’effort jusqu’à épuisement
plus l’effort se prolonge,plus l’effet de la caféine est accentué
Pas de modulation de l’effet de la caféine en fonction de
l’abstinence
Synopsis des études consacrées à l’effet de la caféine
sur la vitesse et la puissance
6-60’’
…les sportifs de puissance ont aussi recours à la caféine
(  performance max; prévient la fatigue)
…!
Effets secondaires de la caféine
-aigus
-chroniques : élévation de l’excrétion du calcium,
baisse de la fécondité,grossesse: 1/2 vie ,
pathologies cardio-vasculaires
Conclusion
Caféine : dopage ou pas ?
-optimisation des performances ( d > 2min )
6-9mg/kg,1h pré-compétition
 ± 600mg caféine(± 6 tasses de café)
-caféine / café
-réglementation CIO
…12ug/ml urine(2-3h post 8 tasses de café…)…
 mauvais indice de référence de Q ingérée
…produit de choix pour optimiser performance
2–Tabac : effet sur la capacité de travail ?
Stress physiologique…
- effets CV et respiratoires
- effets métaboliques
- effets sur la « réparation » tissulaire
Tabac et système cardio-respiratoire
-effets sur le système C-V , système hormonal

nicotine
-effets sur la capacité de transport de l’O2

CO
-effets sur la résistance des v.a.(aigu,chronique)

fumée de
cigarette
! Diminution de la VO2 max et de la performance
Tabac et régulation du métabolisme
-réponse métabolique augmente
(3 cig VO2  de10-15% pdt au moins 1h)
…! Prise de poids à l’arrêt
-T°C augmente
…! Effet négatif sur la performance de longue durée
-Exposition chronique à la nicotine et aux catécholamines :
 perturbation progressive de l’utilisation des HC
…! Fatigue précoce
Tabac et « réparation » tissulaire
-muscle , os , …
-nicotine : -vasoconstriction
-adhésion plaquettaire augmente
-prolifération fibroblastes,…diminue
-NO : diminue capacité de transport O2
!…lenteur des processus de cicatrisation chez le fumeur
-Inhibition de la revascularisation précoce-
Tabagisme et santé
Par rapport à une population de non fumeur,le risque relatif de
survenue de pathologie pour une population de fumeur est
évalué à
- 10 pour le cancer Poumon et Larynx
- 10 pour la BPCO
- 6 pour le cancer Bouche ou Pharynx
- 3,5 pour le cancer Œsophage
- 3 pour le cancer Vessie
- 3 pour la pathologie ischémique
-2 pour le cancer Pancréas
…implication des services de Santé au travail
…composants(CO,subst irritantes,cancérigènes) de la fumée
inhalée = cofacteurs de morbidité qui s’ajoutent à certaines
expositions à risque(subst chimiques toxiques,amiante,
hydrocarbures…)
3- Alcool : aide ergogénique à la performance ?
!! En milieu du travail : coût économique non négligeable
pour l’entreprise et la collectivité…
-alcool
-effets démontrés
-risques liés à l’utilisation d’alcool
-position de l’ACSM
Mécanismes d’action supposés
d’une série de substances
ergogéniques
Alcool:
effet sur le psychisme
substrat énergétique(7 kcal/g)…
drogue…
Alcool et performance
-effets sur le SNC
anxiolytique,anti-douleur,anti-tremblement,
fonctions psychomotrices: NON
temps de réaction simple ou complexe,
temps de mouvement,
coordination sensori-motrice,
prise d’information,…
!!
-effets sur la fonction neuro-musculaire
force,puissance,vitesse,endurance musculaire
locale,endurance cardio-respiratoire: NON
Exemple: effets de l’alcool sur le SN végétatif
Fonction réparatrice
du sommeil…
La mise au repos des fonctions
végétatives ne s’effectue pas de
façon aussi complète…
T°C,FC,FR,…
Travail de force en ambiance chaude et hydratation
n : 12 sujets
Arch.Sci.Physiol.,1964,18,163-210
Effets typiques d’une augmentation du contenu artériel
en alcool
Infraction à partir de 0,22mg/l dans l’haleine,soit ±0,01g/dl dans le sang
Alcool et performance
-effets sur la fonction métabolique
source d’HC mais peu utile…
perturbe le métabolisme
inhibition de la néoglucogenèse dans le
foie et le muscle:
ralentit le processus de récupération post-effort
-effets sur la régulation hormonale
inhibition secrétion ADH
-effets sur la fonction cardiaque
> 0,2 g/dl
- 6% FE lors des activités physiques
de type endurance
L’alcool perturbe-t-il la récupération?
Prise d’alcool post-effort
Effort:2h,75% VO2 max,
sprint final
Cyclistes
3 types de régime alimentaire
L’alcool perturbe-t-il la récupération?
L’alcoolémie inhibe temporairement la reconstitution des
réserves de glycogène;cet effet est renforcé si on néglige son
alimentation…
l’élite sportive ne doit pas boire…
Risques liés à l’alcool
-caractéristiques ergolytiques…
-effets dépresseurs sur le SNC
antidouleur mais…
anxiolytique mais …
-effets suppresseurs sur la secrétion d’ADH
-favorise l’hypothermie en ambiance froide
L’alcool dans le sport : position de l’ACSM
1-effets délétères sur les fonctions psychomotrices
(temps de réaction,coordination œil-main,précision,équilibre,
coordination des mouvements,…)
2-n’influence pas favorablement les fonctions physiologiques
essentielles à la performance
(métabolisme ,VO2 max,DC max,D sg muscul,dynamique
respiratoire…)
3-n’améliore pas la capacité de travail
(force,puissance,endurance musculaire et C-R)
4-peut altérer la régulation de la T°C lors d’un effort
prolongé
Echelle de Borg,
1970,1998
Normagramme de Margaria (1963)
Nomogramme Astrand
VO2 max et niveau de performance
Niveau de performance
VO2 max(ml/kg/min)
Sujets sédentaires (F+H)
30 – 35
Sujets normaux
F
H
38
45
Sportifs d’endurance
55 - 65
idem, niveau international
65 - 80
Valeurs maximales
80 - 90
Autres intérêts de VO2max …
-soutenir charges de travail
-récupération post travail
-critère scientifique
Epreuve rectangulaire
W
temps
Epreuve triangulaire
W
W
temps
temps
Classification des travaux
1- d’après la dépense énergétique:
-référence au métabolisme de base
-référence à la capacité aérobie
-référence à la masse musculaire
-…
2- d’après la durée du travail
Ne pouvant dépasser
2 min
30 min
3-4 h
12-18 h
+ de 18h
Relation entre FC et VO2
Relation entre FC et VO2
Relation entre FC et VO2max
VO2max : relation entre valeur mesurée et valeur calculée