facteurs limitant des épreuves d`endurance en montagne
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Facteurs limitants des é épreuves d’endurance d’ d en montagne g : cœur, muscle ou cerveau ? Annecy – 17 octobre 2008 - Mise à jour 20-10-08 Guillaume Millet cœur, muscle l ou cerveau ? F VO2max V= CE prédiction de performance possible à partir de données labo Ultra-trail en montagne : modélisation plus l difficile… diffi il Altitude : froid, hypoxie, météo Durée : gestion du sommeil Terrains difficiles Matériel (poids du sac, bâtons, …) Différence Marathon / ultra ultra-trail trail F VO2max V= qualité de pied CE moins importante mais technicité des terrains Différence Marathon / ultra ultra-trail trail F VO2max V= CE ultra-marathon bcp plus long donc VO2max bcp moins important ? 24 H Idem Noakes et al. 1990, Davies & Thompson 1979 Effets physiologiques d’une montée à 1000 m/h si VMA ascensionnelle est de 1400 vs. 2000 m/h (50% vs. 72% de VMA !) 100 90 50 80 40 70 30 60 20 50 10 40 0 Repos 20 40 60 80 Intensité en % de VO2max 100 Glucides (%) Lipides (% %) 60 . VO2max reste un facteur déterminant malgré la durée de l’épreuve l épreuve Capacité du système cardiovasculaire l i à transporter t t l’O2. Dans une moindre mesure, utilisation de l’O2 au niveau musculaire Haute VO2max = %VO2max auquel est couru l’épreuve conséquences métaboliques positives cœur, muscle l ou cerveau ? 18:30:00 18:00:00 17:30:00 17:00:00 16:30:00 16:00:00 15:30:00 15:00:00 14:30:00 14:00:00 13:30:00 13:00:00 12:30:00 12:00:00 11:30:00 11:00:00 10:30:00 10:00:00 9:30:00 9:00:00 8:30:00 8:00:00 7:30:00 7:00:00 6:30:00 6:00:00 5:30:00 5:00:00 4:30:00 4:00:00 3:30:00 3:00:00 2:30:00 2:00:00 1:30:00 1:00:00 0:30:00 0:00:00 Dérive cardiaque sur ultra-marathon ? peul de quelques d d données exemples é lpubliées blié : 2500 170 2nd au scratch du GRR 2003 160 2000 150 1500 140 1000 130 120 500 110 0 100 vitesse (km/h) 9.5 9.0 8.5 8.0 0-4H 4-8H 8-12H 12-16H 16-20H 20-23H VO2 à vitesse constante: modérée et limitée aux 1ères heures VO2 (ml/min//kg) à 8 kkm/h 35 33 31 29 27 25 PRE 2H 4H 6H 8H 10H 12H 14H 16H 18H 20H 22H POST 3000 2000 1500 120 1000 100 500 0 80 Durée de la course F rééq u en ce C aard iaq u e 0:00 0:48 1:36 2:25 3:13 4:02 4:50 5:38 6:27 7:15 8:04 8:52 9:41 10:29 11:17 12:06 12:54 13:43 14:31 15:19 16:08 16:56 17:45 18:33 19:22 20:10 20:58 21:47 22:35 23:24 A ltitu d e 6ème au scratch UTMB 2007 160 2500 140 160 Voza Col Bonhomme Col Seigne g Arrête Mont Favre 150 R2 = 0.91 0 91 Bertone Col Ferret Champex FC ((bpm) 140 Bovine Tseppes 130 120 110 100 700 750 800 850 900 950 Vitesse ascentionnelle (m/h) 1000 1050 1100 Coureur en 28h 160 R2 = 0.72 155 150 145 140 135 130 500 600 700 800 900 1000 UTMB 2007 150 145 140 135 130 125 120 115 110 105 100 600 R2 = 0.50 700 800 900 1000 1100 cœur, muscle l ou cerveau ? poumons ? Et si c’était c était ailleurs ? Non limitant pour VO2max Fatigue des muscles respiratoires ? Pre-entraînement m resp Post-entraînement m resp Entraînement des muscles inspiratoires ? placebo Romer et al. Med Sci Sports Exerc, 2002 Effet sur la performance Romer et al. Med Sci Sports Exerc, 2002 Non limitant pour VO2max Fatigue des muscles respiratoires ? Peut être facteur limitant de la perf Mais pour exercices intenses seulement I t Intensité ité perso UMTB : ~45-70% 45 70% réserve é d de FC Intensité 24h : ~40-50% VVO2max Non limitant pour VO2max Fatigue des muscles respiratoires ? Peut être facteur limitant de la perf Mais pour exercices intenses seulement Différent en altitude ? altitude max UTMB : 2537 m Cas particulier de la haute altitude (Himal race, Everest sky race) cœur, muscle l ou cerveau ? poumons ? Et si c’était c était ailleurs ? Différence marathon / ultra-trail F VO2max V= CE Endurance En-durant :: résister maintenir à laun fatigue haut % VO2max Définition de la fatigue : altération des capacités d'un individu qui induit : une augmentation du coût (psychologique, (psychologique énergétique) nécessaire à la réalisation d'une tâche et/ou une perte de force ou de puissance maximale Lors d’un effort à intensité fixée (i.e. pas le cas en compétition sauf barrières horaires compétition, horaires… ou mentales) mentales), cela se traduit parfois par l'incapacité de réaliser cette tâche. Epuisement Inttensitéé cible Force maximale fatigue Intensité cible ibl Amplitude et origine de la fatigue dépend de : D’un p point de vue physiologique ? Origine de la fatigue ? fatigue périphérique (musculaire) fatigue centrale (nerveuse) Sites potentiels de la fatigue 1. Activation du moteur 2. 4.3. 5. 7. 9. Potentiels Propagation Couplage 8.UM Milieu flux 6.Appareil Disponibilité sanguin intra-cellulaire d’action excitation-contraction contractile neuromusculaire endescendants substrats activées cortex afférences Sites potentiels de la fatigue Propagation Couplage Milieu Appareil Disponibilité intra-cellulaire excitation-contraction contractile neuromusculaire en substrats Gebre aurait-il gagné l’UTMB 2008 après avoir préparé le marathon de Berlin ? Les 2 ont une VO2max d’antilope…mais une endurance différente Endurance Haute intensité seuils (flux glycolytique) Faible intensité résistance aux dommages musculaires Dommages g de la fibre musculaire Marqueurs sanguins des dommages musculaires ** 30000 Créa atine kina ase 25000 20000 15000 10000 5000 0 PRE 4H 8H 12H 16H 20H POST Grande variabilité dans les dommages musculaires 24 H 45000 40000 35000 CK (UI/l)) 30000 Résistance sans doute en partie innée innée… …mais peut être améliorée par l’entraînement 25000 20000 15000 10000 5000 0 PRE 4H 8H 12H 16H 20H POST Effet protecteur 1ère session CK (IU U/L) 15000 10000 2èmesession 2 12 contractions excentriques 2 12 contractions excentriques 5000 0 PRE 1 2 3 4 sem 4 8 sem PRE 1 2 3 4 12 sem Ici exercice très d’un ultra-trail mais principe demeure valable si grandes portions en descente Nosaka et al. Can J Appl Physiol 2005 Effet protecteur A long terme : adaptations du cytosquelette homogénéisation de la longueur des sarcomères modifications de typologie (fibres II = matrice extra extra-celluaire celluaire – développée) résistance du muscle aux contractions excentriques endurance de faible intensitéé E M G (m m V ) o u fo rc e (kk g ) force max surimposée 80 70 60 50 40 30 20 10 0 -10 -20 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 Temps (s) « force max surimposée » = force intrinsèque 3.0 Force F iintrinsè èque (N N) TETANO T OS SURIM MPOSE (N) ( 750 * 700 650 600 550 500 + l’effet indirect de la fatigue périphérique cff partie ti fatigue f ti centrale t l 450 400 PRE 4H 8H 12H 16H 20H POST Force intrinsèque du muscle : -10% Pas d’altération d altération couplage excitation-contraction excitation contraction Mais si 9000 m négatif ?? Ne pas oublier dommages cartilage (Kim et al. 2007) & tendineux Marqueurs sanguins des d dommages musculaires l i 45000 40000 CK P POST (UI//l) 35000 R = 0.65 P < 0.05 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 60% 70% 80% 90% 100% Force intrinseque (% PRE) 110% 120% cœur, muscle l ou cerveau ? Endurance Haute intensité seuils (flux glycolytique) Faible intensité résistance aux dommages musculaires capacité à s’alimenter sans nausée, ni pbs intestinaux cœur, muscle l ou cerveau ? Et si c’était c était ailleurs ? poumons ? digestif g f? Apports énergétiques pendant l’épreuve sont essentiels SAVOIR S VO ss’alimenter e e POUVOIR s’alimenter cerveau ??? cœur muscles Origine de la fatigue ? fatigue périphérique (musculaire) fatigue centrale (nerveuse) Éléments de terrain manque de sommeil avant une course possibilité de se remettre d’un « coup de moins bien » sans s’arrêter limitation de la vitesse en descente en raison i de d ddouleurs l musculaires l i p à accélérer en fin de course capacité fatigue centrale (nerveuse) 3000 2000 1500 120 1000 100 500 0 80 Durée de la course F rééq u en ce C aard iaq u e 0:00 0:48 1:36 2:25 3:13 4:02 4:50 5:38 6:27 7:15 8:04 8:52 9:41 10:29 11:17 12:06 12:54 13:43 14:31 15:19 16:08 16:56 17:45 18:33 19:22 20:10 20:58 21:47 22:35 23:24 A ltitu d e 6ème au scratch UTMB 2007 160 2500 140 Sites potentiels de la fatigue Activation du cortex moteur Forcce Force max Muscle actif Que se passe-t-il si on p une stimulation surimpose électrique ? Stimulationde externe Evaluation la (nerf,centrale muscle) fatigue E M G (m m V ) o u fo rc e (kk g ) 80 70 60 50 40 réserve de force 30 20 10 0 -10 -20 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 Temps (s) « réserve de force » = fatigue centrale 3.0 CAR (% C %) Activaation maximaale m 95% *$ **$ **$$ 12H 16H 20H **$$ 85% 75% 65% 55% 24 H 45% PRE 4H 8H Fatigue centrale : ~ - 30 % POST 24 H 650 Tétanos surimposé CMV 600 Forc ce (N) 550 500 450 400 350 300 250 PRE 4H 8H 12H 16H 20H POST Fatigue centrale et ultra-trail % activa ation vo olontaire e 95 85 75 65 55 Grande course des Templiers 45 PRE Effets de centrale l’altitude l altitude :et de la Fatigue ~température - 25 % POST Millet et al. 2002 J Appl Physiol 30 500 400 * 300 200 100 0 *# *# Repos 10 min Fatigue Fatigue –40 min ATP P (mmol.k kg-1 dry w weight) Glycogèène (mmool.kg-1 mu uscle sec) 600 25 20 15 10 Repos 10 min Fatigue Fatigue –40 min Febbraio & Dancey. J Appl Physiol, 1999. 1 Hypothèse yp : glycogène consommation graisses et acides aminés Modification neurotransmetteurs cérébraux + NH3+ cœur, muscle l ou cerveau ? Origine de la fatigue ? fatigue périphérique (musculaire) pas si simple… fatigue centrale (nerveuse) Sites potentiels de la fatigue Modulation IN afférences modulation spinale et supra-spinale processus inflammatoires ((afférences de p type IV principalement) Origine de la fatigue ? fatigue périphérique fatigue centrale Excitabilité Mn Mn Tests neuromusculaire s T Rupp 2008 120 NS * Activattion ma aximale e 110 100 90 -0.2% -7.6% 80 PRE POST Ski de fond Trail ski skating running Millet et al. Can J Appl Physiol 2003 ; Millet et al. J Appl Physiol 2003 Origine « périphérique » de la fatigue centrale probablement impliquée 2 Activation des terminaisons nerveuses III et IV pourrait aussi proprioception du risque de blessure Conséquences possibles Commande centrale supérieure pour un niveau d’excitation d excitation musculaire donné pénibilité de la tâche (feed-forward, en montée et sur le plat essentiellement) Douleurs : vitesse de course (en descente notamment) Modèle ddu go gouverneur erne r central (T (T. Noakes) : intensité régulée pour préserver l’intégrité de l’organisme en fonction de : p ppassée ((vécu)) expérience sensations (feed-back, feed-forward) ce qu’il reste à accomplir Endurance Haute intensité seuils (flux glycolytique) Faible intensité résistance aux dommages musculaires capacité à s’alimenter sans nausée, ni pbs intestinaux résister aux douleurs et à l’envie de ralentir lutte contre hyperthermie stocks glycogène (utilisation des graisses) En pratique… au niveau périphérique Effets directs : fatigue musculaire Effets indirects : fatigue centrale Objectifs de l’entraînement : limiter les p perturbations cellulaires Passe par amélioration des aptitudes aérobies . Entraînement de VO2max Séances spécifiques op pour tous : en début de saison o pour tous : entretien pendant la saison o pour « débutants déb t t » :développement dé l t en cours d de saison i Après un certain nb d d’années années stagnation : ex : P Radcliff, Armstrong, éq. France Junior et Senior triathlon gains principaux se font alors sur endurance et économie de déplacement o résistance aux dommages p o densité mitochondriale et capillaire o technique En pratique… au niveau périphérique Effets directs : fatigue musculaire Effets indirects : fatigue centrale Objectifs de l’entraînement : limiter les p perturbations cellulaires Passe par amélioration des aptitudes aérobies et meilleure résistance aux dommages musculaires VO2 max Endurance de basse intensité Intervalle training Travail spécifique En pratique… au niveau central Limiter les perturbations centrales directes ? Nutrition Acides aminés ramifiés ? Apports pp glucidiques Outrepasser limites centrales ? Dopage Préparation mentale cerveau Lutte contre la fatigue centrale VO2max cœur Gestion de course et de la douleur ??? digestif g f Énergie muscles Résistance aux dommages VO2max cœur, muscle l et t ou cerveau ? & digestif Merci de votre attention « j'aime la performance pour ce qu'elle représente dans la démarche et le chemin de l'homme,, p pour les pensées, les efforts, les conceptions, pour l'adaptation qu'elle demande. Mais jje ne suis p q pas attaché à la performance pour la performance » Patrick Berhault, Berha lt extrait e trait de : "Sur "S r le fil des 4000", 4000" film de Gilles Chappaz.
