3000 abdos/jour ? Est-ce que j'ai une tête à mettre du gel ? La science est-elle l’ennemi du sport ? Le muscle est-il l’ennemi du scientifique, rat de laboratoire n’ayant jamais plus couru depuis le CE2 ? VO2max, aérobie, anaérobie, acide lactique, mitochondrie, glycolyse, fermentation… J’en passe et des brouettes, essayons de nous y retrouver dans ce charabia.
Le muscle est un organe dont la fonction est le mouvement. Pour créer ce mouvement, il a besoin d’ATP (énergie) qui est fabriquée par les mitochondries. Ce sont des usines de transformation du glucose en ATP, elles font partie du muscle. Ces usines ont besoin de carburant (eau, glucose, oxygène) pour fonctionner et produisent différents déchets (CO2, chaleur, acide lactique, eau, …). Les muscles possèdent leurs propres réserves de glucose, les premières à être utilisées. Ils se servent ensuite d’autres réserves de sucre qui lui sont amenées par le sang (essentiellement depuis le foie). Dans le cas d’efforts longs et peu intenses (40 à 50 % de l’intensité maximale), le corps transforme la graisse en glucose afin de s’en servir. Le sang s’approvisionne en oxygène à travers la paroi du poumon. Les globules rouges transportent l’oxygène et récupèrent le dioxyde de carbone. Ce dernier sera expulsé du corps par les poumons. La lymphe charrie les nutriments (dont le sucre) et l’eau et récupère les divers déchets organiques, qui seront filtrés par les reins et évacués dans l’urine.
Aérobie/anaérobie, qué es aquo ?
Quand un sportif produit un effort, son corps a besoin d’une dose de carburant propre à cet effort. Le carburant est le glucose, mais il peut être utilisé par nos usines à énergie (les mitochondries) de deux manières :
- Aérobie : le glucose est brûlé (glycolyse), il faut alors de l’oxygène et on produit 36 à 38 équivalent ATP (mesure de l’énergie) par unité de glucose. Le déchet de cette transformation est essentiellement le CO2.
- Anaérobie : le glucose est fermenté, il n’est alors plus besoin d’oxygène pour fabriquer de l’énergie. Cependant, on ne produit de cette manière que 2 équivalents ATP par unité de glucose et un autre déchet s’ajoute lors de cette transformation : l’acide lactique, responsable des crampes.
Pour résumer, nos muscles utilisent le sucre pour fabriquer de l’énergie. La manière la plus efficace consiste à se servir d’oxygène pour le brûler (aérobie). Dans certains cas, on peut fonctionner sans oxygène (anaérobie) soit parce que l’effort demandé au muscle est tel que la quantité maximum d’oxygène que l’on fournit est insuffisante (effort court et très intense : sprint), soit parce que l’oxygénation de la cellule musculaire diminue alors que l’effort reste constant (fin de match en sport collectif). On va alors griller les réserves de sucre très rapidement puisqu’il faut beaucoup de sucre pour produire peu d’énergie de cette façon, et limiter son temps d’effort par la production d’acide lactique qui provoque les crampes. On est « dans le rouge ».
Et la VO2max ?
On entend souvent ce terme sans savoir précisément ce qui se cache derrière. C’est le débit (Volume) d’oxygène maximum que notre organisme est capable d’utiliser par unité de temps. C’est-à-dire que ce chiffre correspond à l’utilisation maximum de carburant par nos muscles en mode aérobie. Pour déterminer une unité comparable en fonction des individus, on exprime généralement cette quantité en fonction du poids. La VO2max s’exprime donc en ml d’oxygène/min/kg. Par extension, cela correspond à la puissance maximum que nous pouvons fournir. En effet, cette puissance est directement liée à la consommation d’oxygène maximum.
On peut déterminer approximativement sa VO2max en se servant du test de Cooper (distance maximum courue en 12 minutes). La VO2max correspond environ à (distance(en mètres)-505)/45.
Une VO2max importante signifie que votre organisme est capable de fournir de l’oxygène en très grande quantité à vos muscles, c’est-à-dire qu’il peut rester en mode aérobie à de très hauts niveaux de puissance. Les sports dont les spécificités nécessitent une VO2max élevée sont le ski de fond, les courses longues, marathon en tête, et le cyclisme sur route. Même si tous les sportifs gagnent en performance si leur VO2max augmente.
A titre indicatif, voila quelques données de sportifs de haut-niveau :
Nom
Sport
Précision
VO2max (ml/min/kg)
Plusieurs fois champion olympique
90,0
Vainqueur du Tour de France
88,0
Champion olympique du 5 000 m
85,0
Cyclisme
Vainqueur du Tour de France
84,0
Athlétisme
Record du monde sur 1 Mille
77,0
Cependant, on ne pratique jamais un sport à cette intensité car elle met l’organisme dans le rouge. Ce qui est intéressant à déterminer, c’est le rythme qui permet à nos muscles d’être oxygénés et ainsi de fournir le maximum de puissance pendant le plus de temps possible. On ne passera en VO2max que pour le sprint final, afin de ne pas exploser avant la fin de l’effort.
Ce graphique correspond à diverses mesures corporelles pendant un exercice physique : échauffement à 100 Watts pendant 5 minutes puis augmentation de 10 Watt par tranche de 30 secondes. Il permet de constater la corrélation entre la puissance développée et le volume d’oxygène consommé (en bleu). D’autres mesures sont présentes : en rose le volume de CO2 produit, en vert la fréquence respiratoire et en rouge la fréquence cardiaque. Tout est évidemment lié.
Ce sujet atteint sa VO2max pour 330 Watt et possède une VO2max d’environ 55 ml/min/kg, ce qui correspond à un sportif de niveau moyen à bon. Le point le plus intéressant de cette expérimentation est indiqué par la flèche, là où la consommation d’oxygène et la production de dioxyde de carbone se croisent. Au-delà de ce seuil, l’organisme produit plus de CO2 qu’il ne consomme d’oxygène. Le sang se sature en CO2 et ne peut plus transporter aussi efficacement l’oxygène vers les muscles. L’effort ne peut plus durer longtemps, les muscles sont contraints de passer en mode anaérobie, d’où risque de fringales (on utilise très rapidement le sucre dans ce mode de production) et de crampes (production d’acide lactique). Chez ce sportif, ce seuil correspond à 75 % de la VO2max. C’est le rythme maximum auquel il peut évoluer sans se mettre dans le rouge. Bien entendu ce rythme est limité dans le temps.
Quand un sportif s’entraîne pour augmenter sa VO2max, il essaie en fait d’améliorer le niveau de ce seuil. Toutes ces informations sont vaguement connues des gens qui s’intéressent au sport et les exemples d’utilisations sont courants. En cyclisme, Richard Virenque avait déclaré à l’issue d’une étape victorieuse, avoir choisi de déclencher son attaque quand il avait vu le niveau indiqué par le cardio-fréquence-mètre de son adversaire, certain qu’il ne pourrait suivre sans griller ses dernières réserves.
L’un des moyens d’augmenter la VO2max est bien entendu le dopage. L’EPO a pour effet d’augmenter la quantité de globules rouges dans le sang. Ainsi, le sang peut amener plus d’oxygène aux muscles avec le même niveau cardiaque.
La science est souvent abordée dans le sport comme une manière d’améliorer artificiellement la performance, un obstacle à la pureté de l’effort, à la grandeur du sportif. N’y a-t-il pas d’autre voie à suivre ?
A suivre.
Jeu de briques
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Pacman
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