Facteurs limitant le VO2 max et exercice pour améliorer vos performances

Auteur : Bruno Chauzi

Article modifié le 30/06/2023

Le VO2 max, connu également sous le nom de volume maximal d'oxygène, est une mesure qui indique le débit maximum d'oxygène que l'on peut consommer pendant un effort physique. Que vous pratiquiez la course, la natation ou le triathlon, il existe six facteurs physiologiques qui peuvent limiter le développement de votre VO2 max lors de vos séances d'entraînement.

Que vous soyez un athlète professionnel ou un passionné de sport, ces connaissances vous aideront à mieux cibler vos efforts pour améliorer votre capacité aérobie. En travaillant sur des aspects tels que l'entraînement et la composition corporelle, vous pourrez progressivement repousser vos limites et augmenter votre VO2 max. Il est donc primordial d'intégrer ces éléments dans votre programme d'entraînement afin de développer votre potentiel au maximum.

Quelles sont les étapes de la consommation d'oxygène ?

Le processus de consommation d'oxygène comprend onze étapes distinctes.

1. Système ventilatoire
2. Diffusion entre les alvéoles pulmonaires et les artères
3. Système cardiovasculaire
4. Transport de l'oxygène par le sang (au niveau des artères)
5. Diffusion entre les capillaires et les cellules musculaires
6. Activité des mitochondries (taille et nombre)
7. Type de fibres musculaires
8. Retour du dioxyde de carbone (CO2) par les veines
9. Système cardiovasculaire
10. Diffusion entre les veines et les alvéoles
11. Système ventilatoire

Quels sont les facteurs qui limitent le débit d'oxygène ?

Il existe six facteurs qui entravent le débit et l'utilisation de l'oxygène vers les cellules, ainsi qu'à l'intérieur de celles-ci. Ces facteurs sont :

1 - La ventilation au niveau de la trachée et des poumons

La ventilation, qui correspond au processus de transport de l'oxygène vers les poumons par le biais de la respiration, constitue la première étape du mécanisme. Souvent, on y pense à tort comme étant le seul moyen de transport de l'oxygène.

Les poumons sont des organes élastiques et spongieux composés de plusieurs lobes, enveloppés par une membrane appelée plèvre.

Lorsque le diaphragme se contracte, l'air chargé d'oxygène est inspiré et passe par les cavités nasales. Il traverse ensuite le pharynx, le larynx et la trachée, puis se dirige vers les bronches et les bronchioles. Les échanges gazeux s'effectuent au niveau des alvéoles pulmonaires, des vaisseaux et des cellules.

Inversement, le sang chargé en gaz carbonique arrive dans les poumons et circule dans les alvéoles.

Lors de l'expiration, une certaine quantité d'air quitte les alvéoles et, lorsque les flux d'air se rejoignent, un volume gazeux se reconstitue avant d'être expiré. Les quantités inspirées et expirées sont équivalentes.

À ce stade, les freins sont les suivants :

1. La taille de la trachée par rapport au poumon
2. Le débit ventilatoire, c'est-à-dire l'amplitude de l'inspiration et de l'expiration, en relation notamment avec la taille de la cage thoracique et la puissance des muscles respiratoires tels que le diaphragme et les intercostaux
3. La diminution de la concentration en oxygène au niveau des bronchioles, appelée déficience alvéolo-capillaire
4. La capacité de diffusion des alvéoles vers les capillaires

2 - Le transport par le sang

Une fois diffusé dans le sang, le transport de l'oxygène n'est pas terminé. Il doit atteindre les cellules. À cette étape, les difficultés se présentent au niveau de :

1. La relation entre l'hématocrite et l'hémoglobine, c'est-à-dire la concentration d'hématocrite au sein de l'hémoglobine. L'hématocrite correspond au volume occupé par les globules rouges circulants dans le sang, exprimé en pourcentage par rapport au volume total du sang. L'hématocrite diminue en cas de diminution du nombre ou du volume des globules rouges (anémie), ainsi qu'en cas d'augmentation du volume plasmatique.
2. L'affinité et la capacité de fixation de l'oxygène

3 - La pompe cardiaque

Le cœur est une pompe, et comme toute pompe, il présente des capacités mécaniques limitées par la fréquence des battements, le volume potentiellement éjecté (VES) et enfin la pression résultante de la force et de la vitesse globales.

1. VES (Volume éjection systolique) : Le volume éjection systolique, ou VES, correspond au volume de sang propulsé par le cœur à chaque contraction (systole) vers les artères et les veines. Il est généralement exprimé en millilitres (mL).
2. Fréquence cardiaque : Il s'agit du nombre de battements, c'est-à-dire de contractions, que le cœur effectue par minute.
3. Pression sanguine : La pression sanguine désigne la force exercée par le sang sur la paroi des vaisseaux, par unité de surface. Elle est mesurée en millimètres ou centimètres de mercure (mm Hg ou cm Hg).

4 - La circulation périphérique

La circulation périphérique concerne les vaisseaux capillaires très fins qui irriguent les fibres musculaires. L'apport en oxygène dépend des éléments suivants :

1. La densité des capillaires, car un muscle pauvre en capillaires sera également peu alimenté en oxygène.
2. Le débit sanguin au niveau du muscle, qui dépend de la qualité de l'échauffement et du nombre de fibres musculaires progressivement recrutées lors de la contraction globale.
3. La capacité de diffusion.
4. La capacité d'extraction de l'oxygène à l'intérieur même de la cellule musculaire, au sein des mitochondries.

5 - Le muscle

On recense 4 limites au sein du muscle :

1. La quantité de myoglobine.
2. La densité en mitochondries.
3. La quantité de substrat disponible.
4. Le type et le nombre de fibres musculaires.

6 - L'âge des sportifs

Le pic de VO2 MAX se situe autour de 20 ans.

Après 30 ans, un sédentaire perd environ 10 à 12% par décennie, tandis qu'un individu entraîné n'en perd que 5%.

Exercice simple de régulation de la respiration abdominale

La respiration est l'une des rares fonctions vitales sur lesquelles nous pouvons agir directement. En apprenant à la réguler selon nos besoins, nous pouvons rendre notre organisme plus performant en repoussant ses limites et diminuer les effets du stress tels que les troubles digestifs, la fatigue, les maux de dos, etc.

En général, notre mode de vie ne favorise pas une bonne oxygénation du corps. Les tensions musculaires réduisent l'élasticité de la cage thoracique, une mauvaise posture avec le dos voûté limite la mobilité des côtes et l'amplitude de contraction du diaphragme. La respiration abdominale fonctionne alors au minimum et l'organisme se fatigue plus vite.

Voici un exercice qui peut vous aider à réguler votre respiration et à optimiser l'oxygénation de votre corps :

1. Allongez-vous sur le dos, les jambes fléchies,
2. Posez une main sur le thorax et l'autre sur le ventre.

Si, lors de l'inspiration, votre ventre se gonfle, puis se dégonfle à l'expiration, vous respirez normalement. L'oxygénation corporelle est optimale.

En revanche, si votre ventre ne bouge pas et que seul votre thorax bouge légèrement avec une faible expansion des côtes, alors vous n'utilisez pas suffisamment votre respiration abdominale.

Concentrez-vous et recommencez l'exercice plusieurs fois jusqu'à ce que vous maîtrisiez ces mouvements.

Pour cela, rappelez-vous que l'inspiration est un processus actif au cours duquel le diaphragme s'aplatit, comprimant les organes de l'abdomen et provoquant un processus d'aspiration de l'air extérieur en augmentant le volume disponible pour vos poumons dans la cage thoracique.

Un relâchement des muscles abdominaux facilitera l'action du diaphragme et le gonflement du ventre.

Questions fréquentes sur les freins au VO2max

Qu'est-ce que le VO2 max ?

Le VO2 max ou volume maximal d'oxygène est un indicateur de la capacité aérobie d'un individu, c'est-à-dire sa capacité à utiliser l'oxygène lors d'un effort physique intense.

‍️Quels sont les facteurs limitant le VO2 max ?

Plusieurs facteurs peuvent limiter le VO2 max, tels que la génétique, l'âge, le sexe, le niveau d'entraînement, la composition corporelle et les conditions environnementales.

Comment améliorer son VO2 max ?

Pour améliorer son VO2 max, il faut s'entraîner régulièrement en faisant des exercices intenses fractionnés, que ce soit pour la course à pied, le cyclisme ou la natation.

Quel est l'impact de l'entraînement en altitude sur le VO2 max ?

L'entraînement en altitude peut stimuler la production de globules rouges et améliorer l'efficacité de l'utilisation de l'oxygène, ce qui peut potentiellement augmenter le VO2 max.

Comment les conditions environnementales affectent-elles le VO2 max ?

Les conditions environnementales telles que la chaleur, l'humidité et l'altitude peuvent affecter négativement le VO2 max en augmentant la demande en oxygène et en ajoutant du stress supplémentaire sur le système cardiorespiratoire.