Consommation d'oxygène et capacité aérobie

La consommation d'oxygène (VO2) est le débit auquel le corps capte et utilise l'oxygène, et, pendant l'exercice, elle augmente proportionnellement à la demande énergétique des muscles actifs. Le débit le plus élevé qu'une personne peut atteindre, la consommation maximale d'oxygène (VO2max), est une mesure clé de la capacité aérobie et reflète la fonction intégrée des poumons, du cœur, du sang et des muscles.

Definition

La consommation d'oxygène est le débit de captation d'oxygène par l'ensemble du corps, et la capacité aérobie (consommation maximale d'oxygène, VO2max) est le débit maximal de captation d'oxygène atteignable pendant l'exercice, déterminée par la capacité intégrée à délivrer l'oxygène aux muscles actifs et à l'y extraire.

Scope

Ce sujet traite de la consommation d'oxygène en tant que marqueur du métabolisme énergétique aérobie, des déterminants de la consommation maximale d'oxygène, de la chaîne de transport et d'utilisation de l'oxygène exprimée par le principe de Fick, et de l'utilisation des échanges gazeux pour caractériser la capacité aérobie. Il s'agit d'un traitement de référence qui ne fournit pas de tests de condition physique individualisés ni de prescriptions d'entraînement.

Core questions

• Pourquoi la consommation d'oxygène augmente-t-elle avec l'intensité de l'exercice ?
• Qu'est-ce qui détermine la consommation maximale d'oxygène, et est-elle limitée principalement par l'apport ou par l'extraction ?
• Comment la chaîne de transport de l'oxygène est-elle résumée par le principe de Fick ?

Key concepts

• Consommation d'oxygène (VO2)
• Consommation maximale d'oxygène (VO2max)
• Principe de Fick (débit cardiaque x différence artério-veineuse en oxygène)
• Apport central d'oxygène versus extraction périphérique
• Débit cardiaque et capacité de transport d'oxygène
• Mesure de la capacité aérobie par les échanges gazeux

Mechanisms

La consommation d'oxygène augmente avec l'exercice car la phosphorylation oxydative dans les mitochondries musculaires, principale source d'ATP pour un travail soutenu, consomme de l'oxygène proportionnellement à la demande énergétique. Le débit de captation d'oxygène peut être exprimé par le principe de Fick comme le produit du débit cardiaque et de la différence artério-veineuse en oxygène, reliant ainsi l'apport d'oxygène à son extraction. La consommation maximale d'oxygène représente le plafond de ce système ; le poids des preuves indique qu'elle est principalement limitée par l'apport d'oxygène, produit du débit cardiaque maximal et de la teneur en oxygène du sang artériel, plutôt que par la capacité du muscle à extraire l'oxygène (Bassett, 2000). Étant donné que l'oxydation des glucides et des graisses consomme de l'oxygène, la captation d'oxygène intègre l'utilisation des carburants décrite dans les sujets connexes (Romijn, 1993). Les mesures d'échanges gazeux pendant un exercice incrémental quantifient la captation d'oxygène et identifient les seuils dans la réponse (Beaver, 1986 ; McArdle, 2015).

Clinical relevance

La captation d'oxygène et son maximum sont des mesures centrales dans les tests d'effort cardiopulmonaires et pour décrire la capacité aérobie en santé et en maladie. Cette entrée explique la physiologie sous-jacente comme référence et ne constitue pas une base pour un diagnostic individuel, une prescription d'entraînement ou des décisions de traitement.

Evidence & guidelines

Les descriptions reposent sur des revues physiologiques des déterminants de la consommation maximale d'oxygène et sur la méthodologie primaire des échanges gazeux plutôt que sur des lignes directrices cliniques ; les approches de mesure dérivent de tests de laboratoire contrôlés (Bassett, 2000 ; Beaver, 1986).

History

Le concept de consommation maximale d'oxygène remonte aux travaux du début du XXe siècle d'A. V. Hill et de ses collègues ; les décennies suivantes ont affiné sa mesure et le long débat sur la question de savoir si l'apport central d'oxygène ou l'extraction périphérique en fixe le plafond, l'apport étant apparu comme le principal facteur limitant dans la plupart des conditions (Bassett, 2000 ; McArdle, 2015).

Debates

La VO2max est-elle limitée par l'apport d'oxygène ou par l'extraction musculaire ?

La question de savoir si la consommation maximale d'oxygène est principalement déterminée par l'apport central d'oxygène (débit cardiaque maximal et capacité de transport d'oxygène) ou par la capacité du muscle actif à extraire l'oxygène a été débattue pendant des décennies, le bilan des preuves favorisant l'apport d'oxygène dans la plupart des circonstances.

Key figures

• David R. Bassett
• Edward T. Howley
• Karlman Wasserman
• A. V. Hill

Seminal works

• bassett-2000
• beaver-1986

Frequently asked questions

Qu'est-ce que la VO2max ?

C'est le débit maximal auquel le corps peut capter et utiliser l'oxygène pendant l'exercice, une mesure clé de la capacité aérobie qui reflète la fonction combinée des poumons, du cœur, du sang et des muscles.

Qu'est-ce qui limite principalement la consommation maximale d'oxygène ?

Le poids des preuves indique qu'elle est principalement limitée par l'apport d'oxygène aux muscles, produit du débit cardiaque maximal et de la teneur en oxygène du sang artériel, plutôt que par la capacité du muscle à extraire l'oxygène.