Consommation maximale d'oxygène

Mesure de la VO2max sur un dispositif moderne de la mesure des échanges gazeux durant un exercice incrémental sur tapis roulant

La consommation maximale d'oxygène ou VO2max[note 1] est le volume maximal d'oxygène qu'un organisme aérobie, en général, ou le sujet humain en particulier peut consommer par unité de temps lors d'un exercice dynamique aérobie maximal.

Chez l'humain, le ou la VO2max[note 2] s'exprime habituellement en litres d'oxygène par minute (L/min). Afin de personnaliser la mesure et tenir compte des différentes constitutions (enfant ou adulte, petits ou grands gabarits...) la valeur observée est le plus souvent rapportée à l'unité de masse corporelle pour déterminer un VO2max dit « spécifique », qui s'exprimera alors en ml/min/kg. Cette dernière valeur est un excellent indicateur de la performance potentielle du sujet dans les épreuves d'endurance, (sportives ou non) : plus elle est élevée, meilleure sera la performance éventuellement réalisée.

Valeurs courantes

Chez un sujet jeune et sain, on observe des VO2max de l'ordre de 45 ml·min-1·kg-1 chez l'homme et 35 ml·min-1·kg-1 chez la femme. Les valeurs observées chez l'enfant prépubère sont légèrement plus élevées et ne diffèrent pas notablement entre filles et garçons du même âge (vers 9 - 10 ans). C'est la différence de masse grasse entre hommes et femmes adultes (proportionnellement plus élevée pour le sexe féminin) et de taux sanguin en hémoglobine (plus faible chez la femme) qui expliquent pour l'essentiel la différence de VO2max observée entre hommes et femmes.

Hautes valeurs

Le VO2max peut mathématiquement s'exprimer comme le produit du débit cardiaque maximal par la quantité maximale d'oxygène extraite du sang artériel par les tissus (notamment par les muscles en activité) ; on parle de « différence artérioveineuse en oxygène ». À cet égard, il est possible d'améliorer artificiellement le VO2 max, en provoquant une majoration de la concentration d'hémoglobine (évaluée par la mesure de l'hématocrite) , par administration hormonale d'érythropoïétine (EPO). L'augmentation de l'hémoglobine circulante déterminera une augmentation de la capacité de transport de l'oxygène par le sang, donc une majoration de la différence artérioveineuse en oxygène, et enfin une augmentation de VO2max. L'hématocrite normal se situe aux environs de 45 % chez l'homme et de 40 % chez la femme. On considère en pratique qu'un hématocrite supérieur à 50 % chez l'homme est pathologique... ou suspect (de dopage à l'EPO) ; sauf pour les individus vivant habituellement en haute altitude (> 4 000 m).

Le débit cardiaque maximal s'améliore essentiellement, lui, par l'entraînement en endurance et notamment par le travail dit « en puissance aérobie ». Ce type de conditionnement aérobie est constitué par la répétition de courtes périodes d'effort d'intensité plus ou moins proche du VO2max, allant de quelques dizaines de secondes à quelques minutes (selon l'intensité relative d'effort adopté et le niveau préalable d'entraînement), entrecoupées de périodes de récupération de durée adaptée au projet d'entraînement. Ce type de protocole d'entraînement est dénommé « exercice intermittent » ou « entraînement fractionné » (interval training des anglo-saxons) et peut se décliner sous de nombreuses formes selon le pourcentage de VO2max choisi pour les périodes d'effort, la durée des périodes de récupération, le nombre global de répétitions des séquences ainsi déterminées.

Chez l'athlète de haut niveau on peut observer des VO2max spécifiques atteignant 90 ml·min-1·kg-1 chez l'homme et 75 ml·min-1·kg-1 chez la femme (source INSEP)[[réf. souhaitée]. Les sportifs présentant les VO2max les plus élevées sont les skieurs de fond, les coureurs de fond et les cyclistes sur route. À titre de comparaison, certains chiens de chasse peuvent présenter des VO2max spécifiques supérieurs à 200 ml·min-1·kg-1, et certaines antilopes, comme l'espèce Pronghorn antelope (Antilocapra americana), présenteraient des VO2max pouvant atteindre 300 ml·min-1·kg-1 (voire plus)[[réf. souhaitée].

Basses valeurs

À l'inverse, des VO2max inférieures ou très inférieures aux normes s'observent chez les insuffisants cardiaques ou respiratoires, chez qui ce paramètre constitue l'un des meilleurs indicateurs de la réserve fonctionnelle dont dispose le sujet (aptitude à se déplacer, à monter les escaliers, etc.).

Dans des conditions habituelles chez le sujet sain, le VO2max décroît progressivement et linéairement tout au long de la vie pour atteindre vers 80 ans des valeurs de l'ordre de 30 à 40 % des valeurs observées à 20 ans. « Toutes choses égales par ailleurs »[pas clair] (pathologies intercurrentes aiguës ou chroniques notamment), le chiffre de VO2max observé constitue l'un des meilleurs éléments de pronostic quant à l'espérance de survie d'un individu sain à un âge avancé.

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