Facteurs modulant la performance physique

Capacités physiques tâche à accomplir

Mesure de la performance

Scientifique: - quantification - corrélation - approche bioénergétique

1 - 1 - VOVO22 max max et niveau de performance (sports – travail) et niveau de performance (sports – travail)

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

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

-notion de capacité :…quantité totale de travail-notion de puissance :...quantité d’énergie délivrée par unité de temps

= index de référence

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 VOMesure de la VO22 max max

différents protocoles (objectif, âge, matériel,…)

mesures directe - indirecte

types d’ergomètre : tapis roulant – ergocycle

! Paramètres physiologiques max : 70% mm totale !

Types d’ergomètres

bicyclette tapis roulant

A. Facilités d’exécution

Obtention d’une VO2 élevée ++ +++

Obtention données physiologiques +++ ±

Mesure puissance appliquée +++ g

…

B. Caractéristiques indésirables

Présence personnel expérimenté + ---

Coût équipement + ---

Encombrement + ---

…

! notion de spécificité !

Critères objectifs de maximalité de l’effort :

- FCM théorique

- QR 1,10

- Lactate 9 mM/L

- plafonnement VO2

Labo :mesure directe de la VO2 max lors d’une épreuve d’effortde type maximal (protocole triangulaire avec rampe)

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

…FCM haute…rendement au travail plus important…

Ouvriers du bâtiment 30 à 70 ans

VO2 max : influence de lamorphologie

…constitution physique +…physiologie…pathologie

… expression des résultats de manière relative !

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 …valeurs moyennes ! …morphologie,état de santé,conditions atmosphériques,…

> 24 kcal/min!

1 kcal = 0,2 L O2

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

Exemples de classification des travaux :

-dénomination arbitraire entre des limites variables

-dénomination propre à une entreprise donnée

-…

-classification rationnelle des travaux physiques-comparaison; établissement d’un profil énergétique de poste-pénibilité du travail physique

Intérêt de la connaissance de la dépense énergétique?

… Potentiel anaérobie… Force musculaire influence de l’âge et du sexe

-25%

déclin F maxm MI-tronc > m MS

diminution m.m.

Force musculaire (au travail)

1- Facteurs « biologiques »

2- Facteurs « professionnels »:

-disposition du poste de travail:…posture…! -influence du métier -port d’équipements de travail …

Posture / . position des segments du membre (! Angle articulaire)

. nature de l’effort(poussée>traction>élévation >abaissement>rotation int ,ext) . stabilité de la posture adoptée

Position assiseMsup Fmax:

Exploration de la force musculaire

-nature de l’effort-plans dans l’espace

…Organisation spatiale du travail (ergonomie)

Les contraintes du travail

Les contraintes primaires intéressent la vie dans l’entreprise,les contraintes secondaires la vie hors de l’entreprise

Facteurs de charge Manifestations physiologiques

Organisation temporelle du travail

Rythmes biologiques et travail…Veille et sommeil…

EX :décalage horaire(6h) et tests psychomoteurs

Les rythmes biologiques régissent les fonctions physiologiques,psychologiques,…

n=8

conflits…

Organisation temporelle du travail

Durée et horaires de travail…

Ex:distribution des systèmes d’horaires de nuit dans les hopitaux

Variabilité de l’horaire

Travail à la chaleur

Ex:calcul des extrapulsations cardiaques d’origine thermique (Vogt,Arch.Mal.Prof.,1979;40:131-190)

L’élévation de la FC est un bon indicateur du travail assuré par le cœur pour lutter contre la chaleur

Le travailleur vieillissant

Niveau de la capacité fonctionnelle suivant l’âge

Début du vieillissement…Habileté manuelle versus qualités physiques et intellectuelles…

15%!

Le travailleur vieillissantVieillissement comparé de la force musculaire et de la puissance maximale aérobie

!!

-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

Conséquences pratiques?

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 sujets75 % VO2 max3 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

Réf:-Frimat,Arch.Mal.Prof,1989,50,4,357-360 -Chamoux,Arch.Mal.Prof,1999,60,2,145-147

Indices decontraintecardiaque

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 desrépercussions négatives sur la vie professionnelle desjeûneurs en majorant la charge globale de travail musculaire.

Démarche d’éducation sanitaire au profit des travailleurs,touchant à l’hygiène de vie et au comportement alimentaireainsi qu’un aménagement du rythme de travail pendantle Ramadan

…explication

Facteurs affectant la performance au travail…

-Caféine ?

-Tabac ?

-Alcool ?

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.

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

Noir:avant ex,Gris:après ex- x p<0,05;xx p<0,01;xxx p<0,005

15 sp endurantsH – âge m:23adesigntests post effort(2h-70% I)Int J Sports Med,1999

!!

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

…les sportifs de puissance ont aussi recours à la caféine ( performance max; prévient la fatigue)

6-60’’ 

…!

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 supposésd’une série de substancesergogéniques

Alcool:effet sur le psychismesubstrat 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

Travail de force en ambiance chaude et hydratation n : 12 sujets Arch.Sci.Physiol.,1964,18,163-210

Fonction réparatricedu sommeil…La mise au repos des fonctionsvégétatives ne s’effectue pas defaçon aussi complète… T°C,FC,FR,…

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-effortEffort:2h,75% VO2 max, sprint finalCyclistes3 types de régime alimentaire

L’alcool perturbe-t-il la récupération?

l’élite sportive ne doit pas boire…

L’alcoolémie inhibe temporairement la reconstitution desréserves de glycogène;cet effet est renforcé si on néglige sonalimentation…

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

VOVO22 max et niveau de max et niveau de performanceperformance

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 triangulaire

Epreuve rectangulaire

W

W

temps

temps

temps

W

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