METHODE DE DETERMINATION DE O2MAX

PARAMETRES METABOLIQUES 

Les études ont été conduites avec un analyseur de gaz cycle à cycle (K4RQ et K4b2, Cosmed, Rome, Italie). Ces appareils permettent de mesurer les échanges gazeux respiratoires dans les conditions réelles de l’activité grâce à un système de transmission-réception pouvant couvrir jusqu’à 3-km. Ils sont portés par les sujets au moyen d’un harnais anatomique fixé sur leur tronc et sont alimentés par une batterie rechargeable (Ni-MH) dont l’autonomie est d’environ 3h. Lors des études 1, 2, 3 et 4bis, ces deux systèmes ont aussi servi à déterminer la consommation maximale d’oxygène O2max) ainsi que leurs seuils ventilatoires des sujets au travers d’épreuves à charge croissante. 

A.1. K4RQ 

L’analyseur télémétrique de type K4RQ dont le fonctionnement repose sur une chambre de mélange a été validé par Hausswirth et al (1997). Il comprend deux unités : d’une part, une unité portable de 800 g qui mesure les différents paramètres ventilatoires et gazeux à partir de l’air expiré par le sujet et d’autre part, une unité réceptrice qui traite les signaux recueillis par l’unité portable et les enregistre par télémétrie. Ce système mesure le volume d’air expiré par minute (débit ventilatoire,E, exprimé en L.min-1 ) ainsi que le nombre de cycles expiratoires par minute (fréquence respiratoire, FR, exprimée en cycles.min-1 ) grâce à un débitmètre comprenant une turbine digitale bidirectionnelle de 28 mm de diamètre fixée sur le masque du sujet. La rotation de la turbine (en tours. min-1 ), détectée par un système optoélectronique, est proportionnelle à la quantité d’air qui la traverse. Ceci permet de mesurer l’ensemble des volumes et débits entrant dans le système. Le débitmètre est calibré avant chaque expérimentation à partir d’une seringue de 3 litres. Par ailleurs, tout l’air expiré véhicule à travers un tube capillaire flexible (Permapure) jusqu’à une microchambre dynamique de prélèvement et de mélange des gaz (située à l’intérieur de l’unité portable), où les concentrations en oxygène et en dioxyde de carbone sont mesurées à des intervalles de temps préétablis. La fraction d’oxygène contenue dans l’air expiré (FEO2) est mesurée par une sonde polarographique tandis qu’une sonde infrarouge permet d’analyser la fraction de gaz carbonique (FECO2). Les analyseurs d’O2 et de CO2 sont également calibrés avant chaque expérimentation en fonction de la concentration en O2 et en CO2 de l’air ambiant (respectivement 20,93% et 0,03%) et d’un gaz étalon contenu dans une bouteille (respectivement 5% et 15%). Lors de cette calibration, les valeurs de la pression barométrique et les variations du degré hygrométrique sont enregistrées.

A.2. K4B2 

Le système télémétrique K4b2 a été validé par McLaughlin et al (2001) et Duffield et al (2004). Le mode de fonctionnement du K4b2 permet une meilleure précision de la mesure par rapport au K4RQ grâce à un recueil des données à chaque cycle respiratoire. L’unité portable, qui ne pèse que 550 g, est équipée d’un écran d’affichage permettant de contrôler directement toutes les étapes du test, et peut enregistrer jusqu’à 16000 cycles respiratoires.

METHODE DE DETERMINATION DE O2MAX

 La consommation maximale d’oxygène était enregistrée lors d’un test maximal d’intensité croissante à une cadence librement choisie. En effet, les travaux de Woolford et al (1999) ont montré que l’utilisation de la cadence spontanément adoptée permettait d’obtenir la plus haute valeur de puissance maximale aérobie. Le protocole choisi afin de mesurer la O2max lors des études 1, 2, 3 et 4bis était le suivant : échauffement de 6 min à 100 W suivi d’une augmentation progressive de la puissante de 30 W toutes les minutes jusqu’à épuisement du sujet. Les critères d’atteinte de O2max sont ceux retenus par Howley et al (1995) : un plateau de la O2 malgré une augmentation de la charge de travail, un quotient respiratoire supérieur ou égal à 1,1 et une fréquence cardiaque supérieure ou égale à 90 % de la fréquence cardiaque maximale théorique. Les quatre dernières plus hautes valeurs de O2 du dernier palier sont ensuite sommées puis moyennées afin de déterminer la O2max.