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1-NOTION DE SEUIL ANAEROBIE OU DE TRANSITION AERO-ANAEROBIE: 11-Ouvrages ou extraits présentés 6-JP. ECLACHE, M. TARTULIER Expression graphique sur un diagramme de Davenport de l’action de la lactatémie dans l’équilibre acide-base.

Communication, Congrès international de Physiologie, Liège, 1971.

J. Physiol., 63, 208A, 1971.

Introduction Le rôle de l’acide lactique dans l’équilibre acide-base est moins connu que celui des systèmes tampons engendrés par les mécanismes rénaux et pulmonaires. Il interviendrait non seulement dans la genèse de l’acidose métabolique mais aussi dans la compensation de l’alcalose (DAVENPORT, 1971). Ce travail se propose de vérifier l’hypothèse d’une proportionnalité entre l’augmentation de production d’ions H+ et l’élévation de la lactatémie.

Techniques Chez 60 sujets sont mesurés simultanément dans le sang artériel (prélevé au cours d’un cathétérisme cardiaque), le pH, le CO2 total plasmatique, PCO2 et la lactatémie, au repos et au cours de l’effort.

Résultats et discussion Il existe une corrélation linéaire (r = 0.95) entre l’élévation de la lactatémie et la production d’ions H+ définie comme la somme de l’augmentation de [H+] mesurable et de la diminution de [H+] secondaire à l’hyperventilation. Cette relation mathématique permet de déterminer l’élévation de la lactatémie [La] entre deux instants, connaissant les paramètres correspondants de l’équilibre acide-base. Cette évaluation est facilitée par la représentation graphique sur le diagramme de DAVENPORT, des courbes d’iso-augmentation de [La]. Ces courbes ont une allure hyperbolique à concavité tournée vers la zone d’alcalose métabolique, l’intervalle séparant deux courbes successives représente une augmentation de la [La] de 1 mmol/l. La courbe L1 lactatémie normale, est voisine de celle qui traduit l’égalité entre filtration glomérulaire et réabsorption tubulaire de bicarbonates ; nous l’appelons ligne tampon idéale in vivo.

Pour déterminer la lactatémie, il faut préciser le point représentatif des conditions expérimentales basales où la lactatémie est normale. Il se situe à l’intersection de la courbe de PaCO2 expérimentale et de la ligne tampon idéale in vivo (expérimentation chronique) ou in vitro (expérimentation aiguë). Ce point peut être décalé par perte ou apport de substances acides ou alcalines. Lors d’une expérimentation animale, il est préférable de construire un diagramme spécifique adapté à l’espèce animale utilisée. Inversement, la comparaison entre dosage et taux théorique que devrait présenter un sujet dans des conditions normales, permet de préciser les conditions initiales. Ceci est particulièrement intéressant en physiopathologie dans le diagnostic des troubles de l’équilibre acide-base.

Ce diagramme présente par ailleurs un intérêt pratique lors du dosage enzymatique. Il permet de choisir une dilution idéale favorable au déroulement rapide d’une réaction rapide et totale (MARBACH et al., 1967). Il permet d’apprécier la puissance aérobie maximale : toute hypoxie tissulaire liée à un exercice musculaire maximal provoque une acidose métabolique, principalement d’origine lactique (DAVIES 1965). Il met en évidence l’absence d’élévation de la [La] dans les acidoses respiratoires tant que le point représentatif reste au voisinage de la ligne tampon correspondante (SAUNIER, 1968). Il montre que la [La] est un mécanisme compensateur de l’alcalose respiratoire et métabolique (ELDRIDGE, 1967). L’élévation de [La] traduit donc, soit une déviation du métabolisme par insuffisance relative du métabolisme aérobie, soit une augmentation globale du métabolisme favorisée par la baisse de [H+].

7-JP. ECLACHE

Relations entre la lactatémie et l’équilibre acide-base dans le sang artériel chez l’homme.

Mémoire, CES de Physiologie Humaine Générale, Lyon, 1971.

Introduction La plus grande partie de l’énergie nécessaire aux processus vitaux de l’organisme humain, qu’ils soient fonctionnels ou structuraux, est fournie par le métabolisme oxydatif. Parmi ces mécanismes producteurs d’énergie, la glycolyse tient une place très importante. On peut scinder cette voie très schématiquement en trois séquences principales (fig. 1). La première conduit des glucides circulants ou de réserve à l’acide pyruvique, la deuxième de l’acide pyruvique à l’acide carbonique et la troisième de l’acide pyruvique à l’acide lactique.

L’acide carbonique, produit de l’hydratation de l’anhydride carbonique que fournit cette deuxième voie (voie aérobie), joue un rôle primordial dans l’équilibre acide-base. Si le rôle du système tampon acide carbonique bicarbonate est bien connu, celui de l’acide lactique reste très discuté, voire même négligé.

Ceci peut s’expliquer par le fait que dans les conditions basales, bien que totalement dissocié, l’acide lactique présente une concentration modérée voisine de 1 mmol/l : celle-ci est le reflet de l’équilibre existant entre sa production et sa réutilisation par certains organes, le foie principalement. Mais dans un certain nombre de cas, il existe une dissociation entre production et capacité de réutilisation ; il se produit alors une augmentation de la lactatémie et de la concentration en ions H+ qui modifie l’équilibre acidebase.

Ce travail se propose d’une part de préciser l’importance de l’acide lactique dans la genèse des acidoses ou dans la compensation des alcaloses, d’autre part de déterminer la relation susceptible de relier sa concentration sanguine aux paramètres traditionnels que sont la pression partielle artérielle d’anhydride carbonique, PaCO2, le pH et le CO2 total plasmatique.

Conclusions La première conclusion qui découle de ces résultats, c’est qu’il existe une bonne concordance chez le sujet sain entre la lactatémie réelle et la lactatémie théorique quelles que soient les conditions expérimentales.

Ceci débouche sur deux applications pratiques particulièrement intéressantes : d’une part, lors du dosage enzymatique, cette prédiction permet de réaliser une dilution idéale au déroulement d’une réaction rapide et totale et de se replacer ainsi dans des conditions très proches pour des échantillons sanguins différents ; d’autre part, en physiopathologie, la comparaison entre le résultat d’un dosage et la valeur théorique que donne cette prédiction permet de déterminer les conditions basales du sujet examiné et de déduire l’origine précise de ses perturbations acido-basiques.

La deuxième conclusion est d’ordre plus théorique : si l’acide lactique ne représente pas un élément majeur de la régulation de l’équilibre acide-base, il apparaît malgré tout comme un facteur non négligeable ; il est surtout l’un des témoins les plus fidèles des processus métaboliques qui engendrent une acidose soit perturbatrice, soit régulatrice d’une alcalose. La mise en jeu de ce facteur qui le classe parmi les mécanismes rapides de la régulation de l’équilibre acide-base, permet de se faire une idée approximative du contrôle réciproque de l’équilibre acide-base sur le métabolisme glucidique. En effet, si l’on s’en réfère à la fig.1, la connaissance isolée de la voie métabolique aérobie (voie II), grâce à la consommation d’oxygène par exemple, reste insuffisante pour déterminer l’influence du pH ou de la PCO2 sur le métabolisme glucidique.

La connaissance simultanée de l’évolution de la lactatémie permet de s’en faire une opinion plus juste. C’est ainsi que l’alcalose d’origine métabolique ou respiratoire, favorise l’élévation de la lactatémie.

L’augmentation concomitante même modeste de la consommation d’oxygène permet de penser que la baisse de la concentration en ions H+ est donc à la base de l’augmentation de la cinétique globale de la voie I. Inversement, l’acidose aurait tendance à freiner cette voie métabolique alors qu’elle n’aurait aucune influence sur le cycle de Krebs et le transfert d’électrons. L’équilibre acide-base, lors du déficit d’un des mécanismes régulateurs “ externes ” (reins, poumons), reste donc soumis de façon modeste mais réelle à un mécanisme d’autorégulation dans lequel l’acide lactique a sa place. Le rôle de la PCO2 dans ce mécanisme, bien que cité comme élément principal par certains auteurs, apparaît moins important que [H+]. Le contrôle exercé par une augmentation de la PaCO2 sur le cycle de Krebs et la voie aérobie apparaît en tout état de cause moins efficace qu’une insuffisance d’apport tissulaire en oxygène qui limite la cinétique de cette voie.

11-M. TARTULIER , JP. ECLACHE Une méthode simple pour évaluer chez l’homme, les perturbations de l’équilibre acide-base.

Ann. Anesth. Franç., 14(5), 441-449, 1973.

Résumé Les réponses physiologiques aux diverses perturbations acido-basiques observées chez l’homme peuvent être approchées par une évaluation théorique de l’adaptation “ métabolique ” aux variations de la PCO2 et de l’adaptation “ respiratoire ” aux dérèglements métaboliques. La méthode repose sur la mesure de la quantité d’ions [H+] volatiles et non volatiles, réellement apparue lors d’une modification de l’équilibre acide-base. La confrontation des résultats aux données recueillies en clinique humaine souligne l’intérêt pratique d’une telle démarche.

Conclusion Les paramètres fondamentaux de l’équation d’HENDERSON et HASSELBACH offrent des éléments essentiels au diagnostic biochimique des perturbations acido-basiques. L’expérience et les nombreux diagrammes proposés, permettent de reconnaître aisément la compensation ventilatoire d’une acidose métabolique et la compensation métabolique d’une hypercapnie. Mais une telle appréciation demeure qualitative et souvent imprécise : il est difficile de situer les limites d’une compensation, de reconnaître des perturbations intercurrentes, spontanées ou iatrogènes.

L’adaptation “ métabolique ” aux variations de la PCO2 et l’adaptation “ respiratoire ” aux dérèglements métaboliques, peuvent être estimées sur le plan théorique. Les lignes repères ainsi déterminées, suivent de près les réponses physiologiques observées chez l’homme.

Dès lors, il devient possible, sans recourir à l’usage d’un diagramme, connaissant les trois paramètres classiques : [H+], [CO2 total plasmatique], PCO2, d’évaluer la quantité d’ions [H+] volatiles et non volatiles, réellement apparue lors d’une modification de l’équilibre acide-base.

La mise en évidence de perturbations complexes, s’écartant franchement des adaptations habituelles, incite le clinicien à en rechercher les mobiles, et à en suivre l’évolution sous l’effet de la thérapeutique.

135-E. GOROSTIAGA, JP. ECLACHE La restitution des substrats énergétiques lors de la récupération d’un exercice ; le devenir de l’acide lactique.

Bull. Ass. Sport Biol., 2, 1-37, 1985.

Introduction La découverte par FLETCHER (1907) de l’apparition de l’acide lactique lors de la contraction du muscle isolé de la grenouille a été le point de départ d’une évolution importante des théories portant sur les mécanismes responsables de la contraction musculaire ainsi que sur les voies métaboliques de la restauration des substrats pendant la récupération.

S’il existe une unanimité presque totale en ce qui concerne les mécanismes responsables de la contraction musculaire (HULTMAN 1967 , KEUL 1973, GILVERY 1973, LEHNINGER 1975, ASTRAND 1977, CHASIOTIS 1983), par contre, des divergences importantes (CORI 1931, ASTRAND 1977, HERMANSEN 1977, GAESSER 1984) existent en ce qui concerne l’origine de la restitution des substrats énergétiques pendant, le devenir métabolique des déchets, notamment le lactate, et enfin, la signification du concept de “ debt O2 ”(fig.1) de HILL-MEYERHOFF (1923).

Le but de ce travail est d’essayer de montrer grâce à des calculs théoriques effectués à partir d’expériences réalisées par différents auteurs (ASTRAND 1977, HERMANSEN 1977) que : de façon globale le lactate présent dans l’organisme en fin d’exercice suit chez l’homme une voie prédominante conduisant à la synthèse de glycogène (plus de 80%), et que son oxydation est beaucoup plus faible (inférieure à 20%),

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l’utilisation du lactate en cours de récupération se fait de façon prépondérante dans les muscles squelettiques (environ 80%), le foie, le rein et le muscle cardiaque n’intervenant que pour une faible part, la mesure de “ debt O2 ” reflète l’énergie nécessaire à la restitution simultanée des substrats utilisés pendant l’exercice.

Conclusion Il apparaît donc que dans la phase de récupération qui suit un exercice supra-maximal exhaustif d’une minute environ, réalisé sur cycle ergométrique, la plus grande partie du lactate présent dans l’organisme en fin d’épreuve sera consommée par les muscles ayant participé activement à cet exercice. Bien que métaboliquement moins actifs, les muscles n’ayant pas participé à l’exercice en captent temporairement un pourcentage à peu près identique du fait essentiellement de leur masse très supérieure et de l’important espace liquidien de diffusion qu’ils représentent pour le lactate.

L’utilisation par les autres organes qui représentent une masse protoplasmique active beaucoup plus réduite n’interviendraient que pour un faible pourcentage probablement inférieur à 10% pour le foie, le cœur et les reins. Dans ce type d’exercice, la dette en oxygène ou “ debt O2 ” apparaît comme le reflet du surplus de consommation d’oxygène nécessaire à la restauration des réserves d’O2 liées à la myoglobine et à la combustion des substrats et des déchets qui fournissent l’énergie nécessaire à la restauration des substances énergétiques musculaires utilisées, essentiellement représentées par le glycogène. Le débit d’utilisation d’acide lactique apparaît dans ce mécanisme bien supérieur (8 fois plus rapide) que celui du glucose circulant (HERMANSEN 77, INGEMAN 81). Le pourcentage oxydé apparaît très inférieur à celui retransformé en glycogène, voire même proche du chiffre de 16% qui représente le pourcentage indispensable pour fournir la totalité de l’énergie nécessaire à la synthèse en glycogène des 84% restants.

Ce mécanisme permet d’expliquer que les taux de glycogène musculaire en fin d’exercice soient supérieurs à ceux que l’on pourrait attendre lorsqu’on les estime à partir du simple calcul de la combustion des substrats au cours des phases actives. La répétition de ces phases alternées serait d’ailleurs peut-être susceptible d’induire une adaptation enzymatique favorisant la glycogénosynthèse (BERNARD 70, HINTZ 80). Les mécanismes de réutilisation de l’acide lactique en cours de récupération interviennent d’ailleurs très probablement, mais dans des pourcentages différents, au cours des exercices prolongés, pour expliquer la légère surconsommation d’oxygène observée ainsi que l’augmentation progressive concomitante de la réduction du taux d’acide lactique circulant en fonction du temps (JORFELDT 70, GALBO 83).

352 &354-JP. ECLACHE Modélisation des cinétiques métaboliques d’activité et de récupération dans le suivi de l’entraînement et des compétitions Bull. Ass. Sport Trav. Biol., 6, 1998. & suppl. 1, 1998

365-JM. VALLIER, AX BIGARD, F. CARRE, JP. ECLACHE, J. MERCIER Détermination des seuils lactiques et ventilatoires. Position de la Société Française de Médecine du Sport.

Communication, 19° Congrès de la SFMS, Rennes, 1999.

Science et Sports, 2000, 15(3) : 133-140.

Résumé Objectif. Il s’agissait d’établir un consensus des membres de la Société française de Médecine du Sport concernant les méthodes de détermination des seuils lactiques et ventilatoires.

Méthodologie. Un groupe de travail s’est réuni pour établir une proposition de consensus qui a été présentée lors du XIX° Congrès de la Société Française de Médecine du Sport (SFMS). Les membres de la SFMS ont pu adresser aux auteurs toutes remarques qu’ils jugeaient opportunes. Le document présent tient compte de ces remarques.

Synthèse. Les méthodes utilisant la lactatémie ou la ventilation sont les méthodes de référence pour la détermination de plages d’intensité utiles à la programmation de l’entraînement physique personnalisé. Les plus courantes permettent de déterminer deux seuils lactiques et deux seuils ventilatoires. Les choix méthodologiques de détermination des seuils (choix du protocole de test, de l’ergomètre, du site de prélèvement sanguin, de la technique de détermination graphique ou numérique, etc.) peuvent modifier la valeur des seuils. Ces choix sont faits par l’expérimentateur.

Ils doivent être individualisés et adaptés au sujet expertisé ainsi qu’à la spécialité de son activité physique. La technique de détermination des seuils lactiques et ventilatoires peut être visuelle ou informatisée. Le premier seuil (lactique ou ventilatoire) est essentiellement utile à la programmation de l’entraînement physique des malades. Le deuxième seuil (lactique ou ventilatoire) est plus particulièrement utilisé pour la programmation de l’entraînement physique du sportif.

Conclusions Les méthodes utilisant la lactatémie ou la ventilation sont les méthodes de référence pour la détermination des plages d’intensité utiles à la programmation de l’entraînement physique personnalisé. Les plus courantes permettent de déterminer deux seuils lactiques : le seuil lactique 1 (SL1) et le seuil lactique 2 (SL2), et deux seuils ventilatoires : seuil ventilatoire 1 (SV1) et le seuil ventilatoire 2 (SV2).

Les seuils lactique 1 et ventilatoire 1 d’une part, et les seuils lactiques 2 et ventilatoire 2 d’autre part, sont le plus souvent concomitants mais indépendants.

Le matériel permettant la détermination des seuils lactiques et ventilatoires (ergomètre, chaîne pneumotachographique, analyseurs de gaz), doit être régulièrement étalonné, calibré et contrôlé.

Les choix méthodologiques de détermination des seuils (choix du protocole de test, de l’ergomètre, du site de prélèvement sanguin, de la technique de détermination graphique ou numérique, etc.) sont faits par l’expérimentateur. Ces choix doivent être individualisés et adaptés au sujet expertisé ainsi qu’à la spécificité de son activité physique. Il faut noter qu’il est difficile de trouver un protocole à la fois satisfaisant pour la détermination de °VO2max et la détermination des seuils lactiques ou ventilatoires. Ces choix doivent être identiques pour un même sujet lors des épreuves de détermination successives réalisées dans le cadre d’un suivi longitudinal sous peine de perdre tout intérêt. Ces choix doivent apparaître sur le compte rendu car leur connaissance est nécessaire à l’interprétation ou à la comparaison des résultats.

La technique de détermination des seuils lactiques et ventilatoires peut être visuelle ; dans ce cas il est préférable qu’elle soit réalisée par trois expérimentateurs différents. Les méthodes, informatisées actuellement très répandues sont cependant plus précises et entachées de moins d’erreurs.

Le premier seuil (lactique ou ventilatoire) est essentiellement utile à la programmation de l’entraînement physique des malades. Le deuxième seuil (lactique ou ventilatoire) est plus particulièrement utilisé pour la programmation de l’entraînement physique du sportif.

12-Synthèse Un niveau minimal quotidien de dépense énergétique est indispensable pour lutter contre l’involution, non seulement de la plupart des structures et fonctions vitales des organismes vivants, mais aussi de leur système de commande et régulation neuroendocrinienne. Cependant, l’atteinte de débits métaboliques élevés s’accompagne d’au moins deux conséquences potentiellement délétères : d’une part une augmentation de l’agitation moléculaire (élévation de la température), d’autre part, de la libération dans l’espace intracellulaire actif et par voie de conséquences dans l’espace liquidien cardio-circulatoire, de radicaux libres dont l’ionisation joue un rôle majeur dans la déformation et la destruction de différentes molécules et structures essentielles dans les processus d’adaptation et de reproduction cellulaire (protéines, enzymes,…).

L’un des problèmes majeurs de l’entraînement, c’est à dire du développement et de l’entretien de l’aptitude, est donc de définir le type, la forme et l’intensité des activités auxquelles doit se soumettre un individu pour se situer dans une zone optimale permettant d’exprimer au mieux son potentiel génétique, c’est à dire de stimuler au maximum les processus d’induction enzymatique tout en limitant au maximum les processus d’usure et de destruction moléculaires et cellulaires incomplètement réversibles.

L’ion H+ est un excellent témoin de la production de ces radicaux ionisés. Très largement utilisé en physiopathologie humaine, son utilisation reste beaucoup plus délicate en physiologie des activités physiques professionnelles et sportives. La concentration en ions H+ d’un prélèvement varie en effet très rapidement si celui-ci est mis en contact par erreur avec l’atmosphère ; ceci limite donc son utilisation aux expérimentations médicalisées mettant en œuvre des prélèvements sous vide (7, 11). La lactatémie est en revanche un témoin particulièrement intéressant pour plusieurs raisons essentielles : elle présente tout d’abord une excellente corrélation, non avec la concentration en ions H+ résiduelle du sang circulant, mais avec celle des ions H+ métaboliques réellement produits lors de l’acidose métabolique induite par l’activité physique de puissance élevée (6, 7) ; les caractéristiques des cinétiques de production et d’élimination cellulaires sont par ailleurs telles qu’un prélèvement au contact de l’air ambiant n’a que peu de conséquences sur la qualité du dosage ; enfin, la connaissance de ces différents mécanismes physiologiques d’apparition et de disparition permet d’utiliser des modèles mathématiques informatisés susceptibles de fournir d’excellentes estimations sur les variation des concentrations dans les espaces inaccessibles à l’exploration de routine en particulier le territoire intracellulaires (354).

La connaissance de la zone d’activité métabolique se caractérisant dans l’espace cardiocirculatoire par un équilibre entre les processus de production et d’élimination aussi bien de protons que d’ions lactate présentait donc déjà d’un point de vue purement théorique, un intérêt considérable dans l’objectif d’optimisation du développement et de l’entretien physique d’un individu. Cet intérêt théorique s’est avéré en réalité présenter un intérêt pratique tout à fait exceptionnel pour deux raisons principales : d’abord parce que la production des radicaux libres ne devient réellement significative que lorsque les puissances développées sont supérieures à celles caractéristiques de cette zone ; ensuite parce que cette zone d’activité est pratiquement la seule où une activité puisse être menée jusqu’à l’épuisement des réserves énergétiques de glycogène sans risque patent d’engendrer des lésions cellulaires délétères. En effet, au-delà de cette zone, plus les activités exhaustives sont brèves et de puissance élevée, plus les forces développées couplées aux perturbations métaboliques sous-jacentes sont susceptibles de s’accompagner de dégradations moléculaires et de ruptures tissulaires conséquentes plus ou moins irréversibles. Inversement, les activités exhaustives plus longues s’accompagnent en plus d’une

multiplication des éventuels microtraumatismes répétitifs et de leurs conséquences mécaniques et vasculaires locales, de processus de perturbation de l’équilibre hydro-électrolytique local et général, déshydratation et hémoconcentration, aggravés par le stockage calorique et l’augmentation d’agitation moléculaire. Il n’était donc pas étonnant sur le plan pratique qu’en ce qui concerne l’entraînement, l’évolution et l’entretien de l’aptitude biochimique, cette zone “ de transition aéro-anaérobie ” se soit révélée être la zone de référence privilégiée la plus efficace, sous réserve bien évidemment, d’une part de respecter les délais de récupération des réserves énergétiques de glycogène entre deux séances, d’autre part d’éviter les traumatismes directs ou indirects (355) Cette “ zone de transition aéro-anaérobie ”, représente donc la zone d’activité limite au-delà de laquelle un déséquilibre et une dérive métaboliques deviennent inéluctables. La lactatémie comme la concentration en ions H+ sont les résultantes de processus complexes de production et d’élimination affectant l’espace cardio-circulatoire : celui-ci ne reçoit en effet qu’une partie des ions lactates produits par le territoires en activité ; ceux-ci peuvent subir, selon l’intensité et la forme de l’exercice, une glycolyse et/ou une glycogénosynthèse ; ces mécanismes peuvent se dérouler dans les cellules qui en sont à l’origine, dans les cellules musculaires voisines, enfin dans des cellules situées à distance, cellules musculaires, hépatiques, cardiaques ou rénales (135). La complexité des mécanismes qui affectent aussi bien les transferts et le métabolisme des ions lactate que ceux des protons permettent de comprendre qu’il soit quelque peu abusif d’utiliser le terme de “ seuil aérobie ” ou “ seuil anaérobie ” (365). Cette critique est d’autant plus justifiée d’ailleurs que ces termes laissent sous-entendre qu’ils révèlent des mécanismes métaboliques très spécifiques alors qu’en réalité leur utilisation n’est assortie d’aucune définition claire des mécanismes qu’ils sont censés révéler. De plus, quelle que soit la caractérisation “ mécanique ” de l’activité correspondante, puissance, vitesse, cadence, …, la détermination de ces seuils fait bien souvent appel à : une activité de laboratoire ne respectant pas les caractéristiques gestuelles et environnementales de l’activité spécifique du sportif intéressé ; une activité de type instable, épreuve triangulaire de puissance progressivement croissante, exceptionnellement “ triangulaire vraie ”, et de plus presque toujours fractionnée, un témoin n’ayant qu’une valeur statistique moyenne, par exemple [La] = 4 mmol/l et encore dans des conditions particulières de protocole dont les rampe et durée ne sont presque jamais respectées, un témoin indirect de l’acidose particulièrement sensible aux caractéristiques individuelles du système de commande et régulation respiratoire ou à la technique d’enregistrement et d’exploitation comme le début de l’hyperventilation relative.

C’est pour cette raison, qu’en dehors d’une détermination directe , en situation , de la zone d’équilibre métabolique de la lactatémie, obtenue avec l’activité, l’équipement et l’environnement individuels et spécifiques, il sera toujours nécessaire d’affubler les déterminations ne respectant pas ces principes de : “ estimation indirecte ”, en lui associant le terme caractérisant la référence biologique utilisée, par exemple “ seuil d’hyperventilation ” ou “ seuil lactate 4 mmol/l ” ainsi que la technique de mesure, le mode d’enregistrement, enfin les techniques d’exploitation ou de calcul utilisées.

2-ESTIMATIONS INDIRECTES DE LA TRANSITION EN LABORATOIRE : 21-Ouvrages ou extraits présentés 87 et 97-JP. ECLACHE, R. VIRET, H. CALAMEL, C. JIMENEZ, L. DRUT

La détermination de la zone transitionnelle aérobie-anaérobie à partir de la mesure des échanges gazeux.

Communication, Réunion spécialisée de l’Association des Physiologistes, 1981.

J. Physiol., 77(8), 6 A, 1981.

Travaux Scientifiques CRSSA, 247-249, 1982 Introduction Parmi les technique utilisées pour préciser les qualités énergétiques d’un sujet, la détermination de la zone transitionnelle aéro-anaérobie permet de préciser la zone de puissance où le rendement énergétique accuse une détérioration significative. L’augmentation du métabolisme anaérobie qui la caractérise s’accompagne de plusieurs modifications biologiques, métaboliques et respiratoires, utilisées par différents auteurs comme témoins de cette évolution métabolique (RUSKO et al. 80, YOSHIDAet al. 81) et critiquées par d’autres (ECLACHE et al. 78, SCHEEN et al. 81, WITHERS et al. 81). Afin d’optimiser la technique de détermination de l’aptitude énergétique à partir d’une simple épreuve ergométrique de puissance progressivement croissante, une étude de validité de certains de ces témoins a été entreprise sur une dizaine de sujets sains et sportifs.

Conclusion Dans cette optique, la détermination de la zone transitionnelle aérobie-anaérobie à partir d’une série d’exercices prolongés de puissance constante, couplés à une étude cinétique des concentrations sanguines d’acide lactique pourrait donc être utilement remplacée par une simple mesure du taux d’acide lactique et/ou du QR et/ou du FECO2 au cours d’une simple épreuve triangulaire normalisée permettant par ailleurs de mesurer °VO2max (WHIPP et al. 81, ECLACHE et al. 81). Les puissances correspondant aux limites inférieures de cette zone (“ seuil aérobie ”) ou supérieures (“ seuil anaérobie ”) sont caractérisées dans cette expérimentation respectivement par des QR de 0.90-0.95 et de 1.0-1.05.

208-JP. ECLACHE II- La détermination de l’aptitude physique : aspects physiologiques In : les aptitudes motrices, structure et évaluation, R. THOMAS, JP. ECLACHE, J. KELLER, Vigot éd., 110169, 1989.

La dérive liée à l’acidose métabolique progressive pour une puissance supérieure à la zone de transition touche aussi l’appareil respiratoire : en effet la stimulation des chémorécepteurs ou le renforcement des signaux en provenance des mécanorécepteurs périphériques, s’accompagnent d’une hyperventilation relative ; celle-ci se caractérise donc par une élévation anormale du QR et une perte de linéarité de la relation ventilation/puissance. Cette “ rupture ” de pente de VE n’est cependant pas toujours évidente ; par ailleurs il n’existe aucune définition mathématique univoque de ce phénomène, son appréciation restant très aléatoire d’un examinateur à un autre. Par ailleurs la diminution préalable des réserves énergétiques de glycogène majore artificiellement la ventilation et le quotient respiratoire. C’est pour ces raisons qu’il nous paraît préférable de choisir comme référence soit le passage du QR à une valeur fixe, soit mieux, le plafonnement de la fraction expirée de CO2, le lissage mathématique de la relation FECO2/QR conduisant à définir de façon univoque un seul point de référence (fig 10.7) (ECLACHE et al. 81a, 82).

La difficulté de mesurer les échanges gazeux ou d’effectuer des prélèvements sanguins sur le terrain a conduit à utiliser des phénomènes concomitants de cette phase de déséquilibre métabolique pour la caractériser. Certains auteurs ont ainsi utilisé l’infléchissement de la relation fréquence cardiaque/puissance au voisinage de la puissance maximale (CONCONI et al. 82).

Cependant outre que ce phénomène n’est sous-tendu par aucune interprétation physiologique valable, sa réalité même est remise en cause dans plus de 50% des cas (LEGER et al. 87, LACOUR et al. 87, HOLMANN et al. 88, KINDERMANN et al. 88).

Un deuxième groupe de techniques utilise directement le phénomène à la base de cette dérive

métabolique c’est à dire l’évolution du taux d’acide lactique. Sachant que l’équilibre métabolique entre les processus de production et d’élimination d’acide lactique serait atteint en moyenne pour un taux voisin de 4 mmol/l, il suffit d’établir une cinétique de la concentration en lactate lors d’une épreuve de charge progressivement croissante pour déterminer par intrapolation la puissance correspondant à ce taux. Il faut cependant bien comprendre que cette référence est une moyenne sans valeur individuelle véritable et que par ailleurs elle dépend étroitement du protocole et en particulier de la vitesse moyenne d’augmentation de puissance et de l’amplitude des paliers successifs (FRIC et al . 88). Plus la vitesse est importante, plus la cinétique sanguine de l’acide lactique est en retard sur le phénomène intramusculaire et plus le ”seuil lactique ” sera artificiellement majoré (HECK et al. 88) ; plus le protocole sera haché par de fortes augmentations de puissance, plus les déficits successifs en O2 seront majorés et plus la production d’acide lactique sera artificiellement augmentée (ECLACHE et al. 88). Enfin, pour des conditions parfaitement superposables une association différente couple-fréquence peut conduire à une modification du taux d’acide lactique circulant (ECLACHE et LIEUPART 86). Ce “ seuil lactate ” est donc critiquable au même titre que le “ seuil ventilatoire ” (KARLSSON et JACOBS 82).

C’est pour cette raison qu’il paraît préférable là encore tant sur le plan conceptuel que mathématique de retenir un témoin de définition numérique univoque et un protocole mettant en évidence autant que faire se peut le phénomène initial.

365-JM. VALLIER, AX BIGARD, F. CARRE, JP. ECLACHE, J MERCIER Détermination des seuils lactiques et ventilatoires. Position de la Société Française de Médecine du Sport.

Communication, 19° Congrès de la SFMS, Rennes, 1999.

Science et Sports, 2000, 15(3) : 133-140.

Cf chapitre précédent.

22-Synthèse Comme nous l’avons signalé dans le chapitre précédent, lorsqu’un sujet réalise une activité physique dont la puissance dépasse celle de la zone de transition aéro-anérobie spécifique pour l’activité considérée, le déséquilibre métabolique qui s’ensuit se traduit par une accumulation progressive de différents témoins ioniques en particulier lactate et protons. Certains de ces éléments et tout spécialement les protons, sont à l’origine d’une stimulation des récepteurs sinocarotidiens et du plancher du IV° ventricule se traduisant par une hyperventilation. Les manifestations primitives du déséquilibre métabolique comme ses manifestations secondaires sur le débit respiratoire °VE, le volume courant VT, la fraction expiratoire de dioxyde de carbone FECO2 ou le quotient respiratoire QR, sont donc très souvent utilisées lors des épreuves d’effort triangulaires de laboratoire pour compléter la détermination directe de la consommation maximale d’oxygène à partir des échanges gazeux, par une estimation indirecte de °VO2 de transition à partir de l’un des témoins précédents.

Cependant, comme il l’a été rappelé dans l’article de référence publié par la Société Française de Médecine du Sport (365), les seuils lactiques ou ventilatoires, a fortiori les seuils de FC, obtenus lors d’une épreuve triangulaire de laboratoire, ne peuvent conduire qu’à une estimation indirecte d’un témoin particulier plus ou moins éloigné du phénomène métabolique sous-jacent.

D’où la recommandation de supprimer purement et simplement l’utilisation des termes de seuil aérobie et seuil anaérobie. En revanche, l’utilisation de ces techniques, pourvu qu’elles soient parfaitement standardisées et surtout reproduites dans des conditions parfaitement identiques pour un même sujet, sont susceptibles soit d’apporter des arguments qualitatifs intéressants dans la connaissance de l’aptitude individuelle, soit de représenter une étape intermédiaire dans la quantification de l’aptitude :

- c’est ainsi que l’évolution d’un “ seuil ” déterminé dans des conditions standardisées est révélatrice d’une évolution parallèle de la transition aéro-anaérobie tout au moins en ce qui concerne les masses musculaires mises en jeu dans le protocole de laboratoire utilisé ; - la valeur de °VO2 correspondant à ce “ seuil ” de laboratoire est une estimation intéressante qui, associée avec différents éléments de l’interrogatoire, permet de calculer les caractéristiques mécaniques (vitesse, cadence, puissance) d’une activité de terrain susceptible de se rapprocher de la transition aéro-anaérobie spécifique de l’individu. Les différents travaux réalisés dans cet objectif sur les témoins respiratoires de la transition aéro-anaérobie ont conduit aux conclusions essentielles suivantes (97): +ces témoins ne peuvent être utilisés que pour réaliser une estimation indirecte ; +leur variabilité inter et intra-individuelle ainsi que l’imprécision des systèmes de mesure impose d ‘en utiliser simultanément plusieurs ; +l’exploitation des résultats ainsi obtenus doit s’affranchir de toute interprétation subjective et faire l’objet d’un traitement mathématique informatisé.

Les quatre critères respiratoires retenus pour l’estimation indirecte de la transition aéroanaérobie du dossier électronique APTEVAL mis au point par l’ASTB sont : FECO2max, Vtmax, QR = 1 et VE (lbtps/min) = M (kg). Chacun de ces témoins fait l’objet d’un lissage informatisé de façon à amortir les oscillations transitoires liées en particulier à l’incidence de phénomènes volontaires ou aléatoires sur la respiration (toux, déglutition, cadence gestuelle, …). L’estimation pondérée de °VO2, °VO2tr’ censée se rapprocher de celle de transition aéro-anaérobie réelle du sujet en question et pour l’activité spécifique mise en jeu °VO2tr, est utilisée dans la fonction d’efficacité individuelle (°VO2 = f(V)) ou à défaut moyenne. Ceci permet de calculer la vitesse cible (ou puissance, ou cadence,…) à utiliser sur le terrain en situation (piste, bassin, piscine, …) pour mesurer secondairement par la technique directe dite de “ l’équilibre lactate ” la transition aéro-anaérobie véritable.

3-DETERMINATIONS DIRECTES DE LA TRANSITION SUR LE TERRAIN: 31-Ouvrages ou extraits présentés : 208-JP. ECLACHE II- La détermination de l’aptitude physique : aspects physiologiques In : les aptitudes motrices, structure et évaluation, R. THOMAS, JP. ECLACHE, J. KELLER, Vigot éd., 110169, 1989.

Epreuve triangulaire (p151) Le protocole retenu consiste à réaliser une épreuve mettant en jeu des puissances supérieures à la puissance de transition (épreuve triangulaire ou rectangulaire maximale par exemple), suivie d’une épreuve triangulaire progressive du type de celle mentionnée au chapitre précédent. Dans ces conditions, lors des premières minutes de récupération active les processus d’élimination (réoxydation et re-synthèse) l’emportent sur les processus de production et le taux d’acide lactique diminue ; lorsque les processus de production augmentent avec la puissance de l’exercice, le niveau d’équilibre se traduit par un minimum de la courbe de lactatémie dont la définition mathématique après lissage est univoque. (fig. 10.8).

Epreuve rectangulaire (p151-153) La technique la plus fiable consiste à vérifier l’équilibre métabolique lors d’une épreuve de charge constante durant plusieurs dizaines de minutes. La sélection de la charge cible s’effectue à partir d’une estimation prenant en compte les éléments objectifs et connus concernant l’aptitude et les performances individuelles.

L’obtention d’une dérive positive ou négative conduit à renouveler l’épreuve pour des charges inférieures ou supérieures ou à estimer à partir de ces dérives la puissance qui devrait conduire théoriquement à un équilibre métabolique stable. Il est cependant nécessaire de séparer deux épreuves de plusieurs heures, une baisse de disponibilité en glycogène réduisant la glycogénolyse et la production d’acide lactique et favorisant en revanche sa captation (ECLACHE et al. 87, GOROSTIAGA et ECLACHE 85, MAASEN et al. 88).

279-JP.ECLACHE, B. CHANDAVOINE, B. SESBOUE Validation chez le kayakiste de la détermination de zone de transition aéro-anaérobie obtenue au laboratoire par technique du double triangulaire.

Conférence, Association des Physiologistes, Nice, 1992.

Résumé Huit canoëistes et kayakistes de la section sport-études de Caen ont subi en aveugle à 4 mois d’intervalle deux déterminations de leur zone de transition aéro-anaérobie selon la technique originale du “ minimum lactate ” (ECLACHE et al. 89) en laboratoire à l’IRBMS de Caen et selon la technique de référence de “ l’équilibre lactate ” sur bassin.

La première consiste en une épreuve maximale de « manivelage » sur ergomètre mécanique en position kayak, de charge progressivement croissante, immédiatement suivie d’une seconde épreuve de mêmes caractéristiques. Les échanges gazeux par technique directe et en circuit ouvert ainsi que la fréquence cardiaque sont mesurés en continu ; des micro-prélèvements de sang artériolisé sont prélevés au lobe de l’oreille toutes les deux minutes pendant le second triangulaire pour dosage de la lactatémie [La] par méthode enzymatique.

Les trois valeurs successives et minimales de la lactatémie (La1<La2<La3) servent à déterminer mathématiquement les puissances °Wt et les fréquences cardiaques FCt correspondant au “ minimum lactate ” selon la formule : Wt = W1 + (W1-W3)*0.5*(La3-La2)/(La3-La1).

La deuxième est une épreuve de « pagayage » sur bassin balisé, de cadence progressivement croissante, amenant en une vingtaine de minutes à la puissance de transition présumée, repérée par les vitesse, cadence ou fréquence cardiaque correspondantes, suivie d’un exercice de charge constante d’une durée sensiblement identique ; la fréquence cardiaque est enregistrée en continu et mémorisée sur cardio-fréquencemètre. Un prélèvement de sang est réalisé au lobe de l’oreille en fin d’échauffement (t1) et en fin d’épreuve (t2) pour dosage des lactatémies La1 et La2. La fréquence cardiaque de transition FCt est obtenue à partir de ces valeurs et de celle de fréquence de fin d’échauffement FC1 : FCt = FC1-50*(La1-La2)/(t1-t2).

En dépit du nombre et de l’étendue limitée des valeurs expérimentales (165 à 185), les valeurs obtenues en laboratoire sont très proches de celles de référence obtenues sur bassin. A quatre mois

d’intervalle (r = 0.958).

La technique du double triangulaire représente donc, tout au moins chez les athlètes pratiquant le canoë-kayak, lors d’une épreuve de pédalage de bras, un excellent moyen de déterminer en une seule séance en laboratoire les puissances aérobies maximales et celles de transition aéroanaérobie, ainsi que les fréquences cardiaques correspondantes. Par ailleurs, l’absence de dérive de FCt à 4 mois d’intervalle en dépit des modifications d’entraînement et d’aptitude vient renforcer l’hypothèse de la stabilité de cette valeur et confirmer l’intérêt de la détermination de FCt comme référence pour le suivi de l’entraînement en situation.

355-JP. ECLACHE L’entraînement Scientifique Individuel. La clef d’or du mariage performance et santé.

Collection Performance et Santé., ASTB éd., 207p, 1999.

La mesure de la transition aéro-anaérobie sur le terrain (p 165-166) Cette détermination se déroule en deux étapes: la première consiste à "échauffer" l'athlète pendant une vingtaine de minutes, soit de manière normalisée, par exemple grâce à un exercice triangulaire progressivement croissant évitant l'accumulation de lactate, ou de manière fractionnée amenant à une charge lactique, soit de manière libre. Une technique encore plus simple consiste à commencer d’entrée de jeu la puissance cible censée correspondre à la transition aéro-anaérobie estimée. Quel que soit le type d'échauffement, l'objectif est de terminer cette première phase par 5 minutes d'état stable à une cadence gestuelle ou une vitesse fixe correspondant à la puissance (ou cadence ou vitesse ou fréquence cardiaque) de transition aéro-anaérobie présumée estimée de manière indirecte en laboratoire : par exemple 75 à 80% de la vitesse aérobie maximale pour un sujet sportif présentant de bonnes qualités d’endurance, ce qui représente environ 85 à 90% de la fréquence cardiaque maximale individuelle.

Un premier prélèvement d'une goutte de sang par microponction du lobe de l'oreille ou de l’extrémité d’un doigt pour détermination de la lactatémie [La]1 est immédiatement suivi d'une épreuve à la même vitesse et d'une durée de vingt minutes environ (t2-t1). Un deuxième prélèvement est réalisé dans les mêmes conditions immédiatement à l'arrêt pour détermination de [La]2.

NB : Pour favoriser la rapidité et la qualité du prélèvement, on réalise généralement avant l'épreuve un massage tissulaire doux et l'application d'une pommade révulsive. Un premier prélèvement est réalisé au repos et suivi d'une compression par un pansement compressif ou une petite pince; lorsqu'on enlève celle-ci, une simple friction légère élimine le petit clou hémostatique de la brèche cutanée ce qui permet de réaliser plusieurs prélèvements successifs sans avoir à renouveler les microponctions.

Des lactatémies identiques ou proches confirment l'état stable caractéristique de la transition. Des valeurs décroissantes [La]2 < [La]1 sont caractéristiques d'une sous-estimation de °VO2t’ et croissantes [La]2 > [La]1 d'une surestimation. Dans ces conditions il faut soit renouveler l'épreuve soit plus simplement appliquer un facteur de correction k à la consommation d’oxygène de transition estimée VO2t’ qui tient compte de l’équivalent énergétique en O2 de la dérive du lactate (3.5 à 5 ml O2/ mmol La): VO2t # VO2t’ - k x ([La]2 – [La]1)/(t2- t1).

363-JP. ECLACHE La détermination de l’aptitude physique.

Bull. Ass. Sport Trav. Biol., 3, 56P, 1999. (cf 208) 32-Synthèse L’application essentielle de la détermination de la transition aéro-anaérobie étant la planification scientifique individuelle de l’entraînement, toutes les techniques indirectes doivent être rejetées du fait de leur imprécision et du problème éthique que pose l’indication d’un entraînement inadapté

au potentiel individuel Dans ces conditions, les seules techniques utilisables en théorie demeurent la technique de détermination du “ minimum lactate ” lors d’un double triangulaire et la technique de référence de “ l’équilibre lactate ” (208, 363).

La technique du “ minimum lactate ” n’est réalisable en pratique et correctement qu’en laboratoire du fait de la répétition des prélèvements nécessaires à l’établissement de la courbe d’allure parabolique à concavité tournée vers la haut (279). Elle ne peut donc s’envisager sérieusement que dans des conditions idéales de modélisation de l’activité spécifique du sujet concerné, par exemple piste avec soufflerie, bassin à flux laminaire, etc., et en espérant que les conditions expérimentales ne modifient pas l’état psychologique du sujet et par voie de conséquence les caractéristiques spatio-temporelles de la technique et de la gestuelle. Bien évidemment, de telles conditions sont exceptionnelles.

La technique de “ l’équilibre lactate ” est quand à elle beaucoup plus accessible puisque la vérification de l’équilibre ou de la dérive positive ou négative du lactate sanguin lors d’un exercice de puissance ciblée sur la vitesse prédéterminée en laboratoire ne nécessite que quelques points, 2 à 6 en général selon la précision de la technique de prélèvement et de dosage. La seule critique minime dont puisse faire l’objet cette technique est l’obligation d’interruption transitoire de l’activité afin de réaliser les micro-prélèvements nécessaires au dosage du lactate. Cependant, comme déjà signalé, la réalisation d’une première microponction digitale ou au lobe de l’oreille au repos, ainsi que le massage préliminaire avec un révulsif, sont autant de petites astuces qui permettent de réaliser des prélèvements secondaires dont la durée ne dépasse pas 15 secondes Le protocole préférentiellement utilisé est le protocole rectangulaire de puissance stable de 40 minutes environ, débuté d’entrée de jeu après une simple préparation passive kinésithérapique ou active mais limitée à des étirements. Les prélèvements sont réalisés au repos puis au passage de la ligne d’arrivée (ou en bout de piscine ou de bassin, etc.) à environ 10’, 20’, 30’, et 40’ en fin d’exercice (355). Les valeurs expérimentales font l’objet d’un lissage mathématique grâce au programme PERFORM 2000 qui utilise le modèle mathématique ASTRABIO© et détermine les coefficients multiplicatifs et les constantes de temps des équations de transfert caractéristiques des processus de production et d’élimination du lactate dans l’espace liquidien cardio-circulatoire.

L’apparition d’une dérive positive (ou négative) caractéristique d’une surestimation (ou sous estimation) de la transition, permet immédiatement d’en déduire la dépense énergétique, la puissance et la vitesse qui aurait permis d’obtenir l’équilibre métabolique caractéristique de la transition.

4-TECHNIQUES DE MESURE DE LA LACTATEMIE SUR LE TERRAIN 41-Ouvrages ou extraits présentés : 21-S. QUARD, JP. ECLACHE, R. FLANDROIS Aspect technique et intérêt du dosage de l’acide lactique pour le contrôle de l’intensité de l’exercice.

Revue Méditerranéenne des Sciences Médicales, Supp. 9, 42-45, 1978.

Introduction L’acide lactique est un produit essentiel du métabolisme anaérobie des glucides. A l’état stable au

cours d’un exercice d’intensité inférieure à 80% de °VO2max, la concentration du lactate dans le sang et dans le muscle n’augmente pas (KARLSSON 71) ; il y a équilibre entre production et élimination du lactate. Quand l’intensité de l’exercice dépasse 90% de °VO2max, et surtout à l’atteinte du niveau maximal, le débit d’oxygène atteint ses limites d’adaptation et le glycogène peut être consommé par le muscle suivant la voie glycolytique anaérobie. Celle-ci aboutit pour une molécule de glucose à la production de deux molécules d’acide lactique en même temps que la resynthèse de 3 ATP ; et on peut doser dans le sang, après homogénéisation dans les milieux liquides de l’organisme (sang prélevé 2 à 4 minutes après arrêt de l’exercice) des quantités d’acide lactique supérieures à 80mg pour 100ml de sang.

L’acide lactique, index d’atteinte du niveau maximal d’exercice étant lié à une libération d’énergie, apparaît pour les exercices supra-maximaux comme un élément énergétique important, la production de 1g de lactate par litre de sang étant équivalent à une consommation de 40 à 50 ml d’oxygène environ, soit 220 à 250 calories par kg de poids (MARGARIA 71, 73 ; CERETELLI 69 ; HERMANSEN 71). La quantité maximale d’énergie qui peut être produite par la glycolyse est proportionnelle à la concentration maximale du “ lactate tolérance ” par le muscle. Cette capacité maximale glycolytique dépendant de qualités spécifiques du muscle, en particulier son pouvoir tampon et sa teneur en glycogène, rendent compte de l’aptitude musculaire à réaliser des exercices courts très intenses.

Technique Sur le plan méthodologique, nous avons adapté une micro-méthode à partir de la technique de HORN et BRUNS (1956). Nous avons analysé sur un échantillon de sang prélevé après exercice, successivement : 1-la cinétique de la réaction enzymatique, 2-la comparaison de deux techniques de déprotéinisation, 3-la sensibilité du dosage enzymatique puis l’intérêt du dosage et ses résultats.

Discussion -Intérêt de la technique : La technique proposée ci-dessus présente donc plusieurs avantages la rendant particulièrement intéressante en usage courant : le prélèvement est excessivement simple, ne nécessitant ni matériel onéreux, ni qualification médicale particulière. La microponction est d’autre part acceptée même par les jeunes enfants ou les athlètes. Enfin, si le dosage n’est réalisable effectivement qu’en milieu spécialisé, l’excellente déprotéinisation assurée par l’acide métaphosphorique autorise le transport dans une glacière, une excellente conservation à +4°C et le dosage différé sans aucunement affecter sa qualité.

Intérêt du dosage : Enfin, on sait qu’après entraînement, les muscles s’adaptent dans deux directions complémentaires : pour un même niveau d’exercice, ils produisent moins d’acide lactique et pour des exercices supra-maximaux, ils tolèrent des concentrations supérieures de lactates musculaires.

Ce dosage, pratiqué sur le terrain à l’issue de séquences d’entraînement ou de compétition, pourrait guider l’entraîneur pour juger du niveau relatif individuel du travail qu’il impose à ses élèves.

4a-R. VIRET (Dir. JP. ECLACHE) Mise au point et intérêt d’une micro-méthode de dosage de la lactatémie et de la glycérolémie pour l’étude du métabolisme au cours de l’exercice.

Mémoire C1 Physiologie, 135p, 1979.

Introduction Au cours de l’exercice physique, il existe une importante mobilisation de différents substrats énergétiques pour fournir au muscle la quantité d’ATP nécessaire. Cet apport se fait de façon prédominante grâce à l’ATP et la phosphocréatine (PCr) en tout début d’exercice, associé aux glucides (glycogène) et aux lipides pour les exercices d’intensité et de durée moyenne ; dans ce type d’exercice, l’énergie en provenance du glycogène augmente très rapidement puis se stabilise

pour décroître, progressivement compensée par l’énergie fournie par les lipides (fig.1).Au cours des exercices maximaux, par contre, la fourniture énergétique provient presque exclusivement du glycogène.

Ces deux voies se rejoignent au niveau du cycle de Krebs dont la vitesse conditionne les différents processus de libération d’ATP. La synthèse d’ATP a deux origines : -sarcoplasmique : la dégradation des réserves de glycogène produit pour une mole de glucose utilisé 3 ATP et 2 moles d’acide pyruvique. En l’absence d’oxygène, ces réactions aboutissent à une accumulation d’acide pyruvique et donc d’acide lactique.

-mitochondriale : les substrats sont alors l’acide pyruvique dont la combustion complète fournit 36 ATP, et les acides gras dont la combustion complète pour une molécule comportant une chaîne à 16 carbones fournirait environ 130ATP. En réalité, bien d’autres substrats sont utilisables : acides aminés, corps cétoniques, acide lactique, etc. Cependant la mise en jeu de ces mécanismes serait relativement lente.

L’exploration du métabolisme énergétique nécessite donc des témoins biologiques de ces deux grandes voies à savoir : le lactate et le glycérol (DIAMANT et al. 68, SAHLIN et al. 76). En effet le lactate est le reflet de la différence d’intensité entre la glycolyse anaérobie (voie d’EmbdenMeyerhoff) et de la glycolyse aérobie (cycle de Krebs, chaîne respiratoire). La chute du taux d’ATP créée en début d’exercice, augmente le turn-over de la glycolyse anaérobie qui n’est pas compensée au démarrage par une incorporation correspondante du pyruvate dans le cycle de Krebs. L’accumulation de l’acide pyruvique s’accompagne alors de la production d’acide lactique.

Le lactate dosé qui est le lactate sanguin a pour origine le lactate produit par les cellules métaboliquement actives (à savoir les cellules musculaires). Mais il est également réutilisé : sur place par ces mêmes cellules musculaires (HERMANSEN et VAAGE 77), à distance par les cellules hépatiques et transformé en glycogène.

Le lactate sanguin représente donc la différence entre sa production par le muscle et son utilisation, avec toutefois un certain déphasage dans le temps consécutif à son transfert de l’intérieur de la cellule jusque dans la circulation générale. Dosé en fin d’exercice, c’est donc un bon indice de l’activité musculaire qui permet de quantifier la puissance de l’exercice, de préciser l’aptitude physique grâce à des exercices sous-maximaux.

Le glycérol, molécule glucidique, est un métabolite intermédiaire de la glycolyse anaérobie.

(G3Ph). Lié à trois molécules d’acides gras, il entre alors dans la composition des triglycérides. Le glycérol sanguin est le reflet : -de la dégradation du tissu adipeux en acides gras et glycérol libre sous l’influence de stimulations neuro-hormonales, le muscle utilisant une partie des acides gras libérés pour sa production d’ATP, -de l’utilisation du glycérol libre par ce même tissu adipeux et par le foie, cette utilisation nécessitant une phosphorylation. D’où l’intérêt de réaliser un dosage mixte du lactate et du glycérol. Dans ces conditions, le dosage nécessite un même échantillon de sang, un prélèvement de faible volume et facile à réaliser. Une microponction de 100µl de sang au bout du doigt ou au lobe de l’oreille n’est pas traumatisante ; simple et rapide à réaliser dans la majorité des circonstances, elle permet donc de tester les sujets à l’extérieur du laboratoire, sur le terrain, au cours d’un match par exemple, et de répéter l’opération au cours de l’exercice physique.

Conclusion Le dosage de l’acide lactique apporte donc de précieux renseignements tant dans la détermination de l’aptitude physique individuelle que de la détermination du type de métabolisme mis en jeu dans différentes activité physiques et sportives. Cet examen simple et non traumatisant présente l’avantage de pouvoir être réalisé sur le terrain en l’absence de tout support technique spécialisé.

La mise au point du dosage simultané avec le glycérol devrait permettre d’approfondir nos connaissance dans ces domaines difficiles où les techniques de laboratoire lourdes et onéreuses sont inutilisables. En ce qui concerne le travail de laboratoire, il vient compléter les

renseignements fournis par l’étude du métabolisme obtenue à partir de techniques plus élaborées telles que la mesure directe en temps réel des échanges gazeux.

90a-E. CARLHIAN (Dir. JP. ECLACHE) Validation de deux nouvelles techniques portables pour le dosage de la lactatémie dans la détermination et le suivi de l’aptitude sur le terrain.

Mémoire MST-GBM, Lyon, 2000.

Introduction Pour réaliser ce dosage, quatre méthodes peuvent être utilisées. La première est la technique de référence qui dose le lactate par spectrométrie. Elle est aujourd’hui très fiable mais elle reste lourde à mettre en œuvre. Elle peut donc être facilement utilisée pour les tests en laboratoire mais elle devient très vite obsolète pour les tests de terrain qui sont les plus déterminants à l’heure actuelle : en effet l’échantillon doit être transporté jusqu’au laboratoire pour y être dosé. On obtient donc des résultats déphasés par rapport au prélèvement.

Il y a une dizaine d’années, les premiers appareils portables tels que le Microzym, ont commencé à apparaître et, aujourd’hui, de très petits appareils, tels le Lactate Pro et l’Accusport, sont commercialisés pour mesurer le lactate sanguin sur le terrain ( essentiellement pour déterminer la transition aéro-anaérobie). Ces appareils sont facilement transportables et donnent des résultats immédiats, directement exploitables.

Bien que ces appareils semblent fournir des résultats excellents, tant en ce qui concerne la précision, la reproductibilité et la linéarité, il semble que certains facteurs puissent réduire la qualité de ces résultats (FELL et al. 98, BOSTON et al. 2000, Mc NEELY) : le volume de sang déposé sur la bandelette, la température ambiante. A titre d’exemple, sont rapportés les résultats d’une expérience effectuée sur le terrain le 05/05/2000 par le laboratoire du Centre Hospitalier d’Aix les Bains pour déterminer la transition aéro-anaérobie de certains sportifs ; le Microzym et l’Accusport donnent des résultats très divergents pouvant même conduire à des conclusions complètement différentes suivant les sujets (Tableau I). De plus les contrôles de qualité interlaboratoire sur le dosage des lactates sanguins concernant, entre autres des Microzyms, conduisent à remarquer que cet appareil donne des résultats proches des valeurs cibles ; mais on peut néanmoins constater un certain degré de variabilité (Tableaux II à IV et fig.2) Ce même travail peut être réalisé pour les Accusports concernés par ces contrôles de qualité. Ces derniers mettent en évidence de résultats inférieurs aux valeurs cibles (de 1 à 3 mmol/l) (Tableau V et fig.3).

L’objectif de ce travail est donc de tenter d’expliquer les raisons hypothétiques de ces divergences puis de tester la fiabilité de ces techniques colorimétriques dans un essai standardisé afin de savoir si l’écart entre les mesures effectuées provient d’un facteur externe ou d’une des méthodologies utilisées. On testera de plus un des facteurs externes prédominant sur le dosage du lactate sanguin sur le terrain, la température sur les deux systèmes portables (l’Accusport et le Lactate Pro).

Après avoir décrit brièvement les avantages et les inconvénients des différentes méthodes, le chapitre 2 sera consacré au protocole opératoire suivi pour réaliser ces différentes études. Les résultats obtenus seront énoncés sous forme synthétique pour pouvoir ensuite être discutés.

Conclusion L’attrait pour ces nouvelles méthodes colorimétriques est compréhensible puisqu’elles permettent un dosage facile, rapide et immédiat sur le terrain pour un prix très inférieur à l’achat mais pour un coût comparable pour le dosage (si le dosage spectrométrique est réalisé au moyen d’un kit).

L’Accusport et le Lactate Pro peuvent être utilisés pour réaliser des dosages sur le terrain. Ceci est corroboré par le fait que les mesures ne sont pas affectées par la température de 18°C à 33°C tout

au moins quand la durée de l’équilibre thermique de ces deux appareils est supérieur à 20 minutes sous réserve d’apporter un facteur correctif à la mesure donnée par ces deux appareils de l’ordre de 1.3mmol/l pour le Lactate Pro et de 1.9 mmol/l pour l’Accusport.

Pour permettre une utilisation plus large de ce matériel, un complément d’étude aurait pu être réalisé sur la gamme de température inférieure à 15°C et supérieure à 35°C. De plus, il aurait été intéressant de vérifier l’effet d’une variation rapide de température dans cette gamme.

JP. ECLACHE, S. ECLACHE Contrôle de qualité des mesures de lactatémie fournies par deux analyseurs portables, l’Accusport et le Lactate Pro ; II-Effet du délai séparant le prélèvement de l’analyse sur les résultats des dosages fournis par l’Accusport.

Rapport Technique ASTB, 1, 2000.

Résumé Les caractéristiques temporo-spatiales des prélèvements sont l’une des raisons importantes susceptibles d’altérer la précision des mesures fournies par l’Accusport. Au delà du simple déficit volumique de prélèvement qui altère de façon évidente le résultat du dosage colorimétrique, le délai entre le dépôt du prélèvement sur la bandelette réactive et son introduction dans le photomètre est une autre cause n’ayant jamais fait l’objet d’une expertise. Or, ce délai pouvant être variable d’un expérimentateur à un autre ou pour un même expérimentateur entre deux prélèvements du fait d’une difficulté aléatoire de manipulation, il était intéressant de vérifier l’importance de cette variable sur la précision et la reproductibilité des résultats

EVOLUTION DES BANDELETTES ACCUSPORT

25 12 S érie1

Série1 Série2 Série3 Série4 Série5

10

S érie2 S érie3

LACTATEMIE (mmol/l)

LACTATEMIE (mmol/l)

20

15

10

5

8 6 4 2 0

0 0

100

200

300

TEMPS (m in)

400

500

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

TEMPS (heures décimales)

Figures 1 & 2.

Evolution de la concentration en lactate de différents échantillons sanguins fournie par l’Accusport en fonction du délai existant entre mise en contact du prélèvement avec la bandelette réactive et lecture photométrique.

Discussion L’analyse met en évidence une disparité dans la valeur photométrique basale de référence (La = 0) obtenue en l’absence de prélèvement avec différentes bandelettes. Les différences observées peuvent atteindre des valeurs correspondant à des concentrations de lactate de 1mmol/l ce qui revient à dire que la calibration initiale doit obligatoirement être réalisée avec la bandelette d’analyse.

Par ailleurs, à partir du contact initial avec le prélèvement sanguin, la réaction colorimétrique continue à évoluer de façon linéairement croissante avec des pentes allant de 0.035 mmol/l/min à 0.158 mmol/l/min pendant environ 60 minutes. L’intensité de cette dérive n’apparaissant pas liée

de façon simple à la concentration en lactate du prélèvement, il semble que cette observation puisse conforter l’hypothèse d’un certain degré d’inhomogénéité dans la structure et la composition des bandelettes réactives.

Après une heure environ d’évolution positive, les échantillons présentent une évolution qui se caractérise en termes de concentration en lactate par une décroissance sigmoïde ou exponentielle conduisant dans un délai de deux à trois heures à une valeur stable de l’ordre de 5 mmol/l, cette valeur n’évoluant plus durant les 5 heures qui suivent.

Conclusion L’une des améliorations de la précision et de la reproductibilité des résultats des dosages de lactate obtenus avec un photomètre portable du type Accusport passe par la standardisation spatiotemporelle des prélèvements sanguins. La variabilité technique interindividuelle des expérimentateurs comme la variabilité des conditions expérimentales et environnementales sont autant de facteurs dont l’accessibilité trop aléatoire incite à rechercher une standardisation technique indépendante de ces facteurs. Deux types d’améliorations permettraient de répondre en partie à ce problème : tout d’abord l’imposition et le contrôle automatique d’un volume de prélèvement minimal en deçà duquel une information de non conformité devrait être suppléée au dosage ; ensuite, la suppression de toute manœuvre intermédiaire de durée aléatoire entre mise en contact du prélèvement avec la bandelette réactive et introduction de cette bandelette dans le photomètre ; ceci revient à dire que le temps de réaction doit être imposé à compter de l’instant d’enregistrement de la conformité du prélèvement ce qui impose que la bandelette réactive soit déjà en place dans le photomètre et que le sang y soit admis par un système capillaire normalisé faisant partie intégrante du photomètre ou de la bandelette.

JP. ECLACHE, S. ECLACHE, E. CARLHIAN Contrôle de qualité des mesures de lactatémie fournies par deux analyseurs portables, l’Accusport et le Lactate Pro ; I-Analyse comparative des résultats des dosages fournis par l’Accusport et le Lactate Pro. Rapport Technique ASTB, 2, 2000.

CONTROLE DE QUALITE

CONTRÔLE DE QUALITE

11 10

8

[LACTATE] PRO mmol/l

[LACTATE] ACCUSPORT mmol/l

9

7 6 5 4 3 2 y = 0 ,8532x -­‐ 1 ,0171

1

R 2 = 0 ,9345

0 0

1

2

3

4

5

6

7

[LACTATE] ETALON mmol/l

8

9

10

11

16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

y = 0,9055x - 0,6271 2

R = 0,9892

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 [LACTATE] REF mmol/l

Fig. 1 & 2 Sous-estimation et variabilité des résultats de lactatémie obtenus avec deux analyseurs

miniaturisés portables, l’Accusport et le Lactate Pro.

JP. ECLACHE, S. ECLACHE Contrôle de qualité des mesures de lactatémie fournies par deux analyseurs portables, l’Accusport et le Lactate Pro ; III-Evaluation de la reproductibilité des résultats des dosages fournis par le Lactate Pro. Rapport Technique ASTB, 3, 2000.

La plupart des travaux réalisés depuis les années 1994 sur la validation des techniques de dosage de lactatémies fournies par l’Accuspport et le Lactate Pro mettent en évidence une bonne corrélation entre les valeurs mesurées et les valeurs témoins, qu’il s’agisse de valeurs étalons ou de celles obtenues par une technique de référence (90a). Cependant, les résultats obtenus avec un nombre élevé de mesures et sur une gamme étendue de concentrations, masquent statistiquement deux problèmes classiques en matière de contrôle de qualité : une erreur systématique de mesure, par exemple une sous-estimation dans le cas des deux systèmes portables en particulier pour l’Accusport, et la variabilité intrinsèque quantifiable essentiellement par le calcul des intervalles de confiance et de tolérance dont les expressions mathématiques et les illustrations graphiques sont les hyperboles correspondantes. Lorsqu’une telle exploitation statistique est omise, il est indispensable de compléter le contrôle de qualité par une analyse, dans des conditions standardisées, de la variabilité de la mesure sur un même échantillon.

Matériel et méthodes Deux types d’échantillons sanguins héparinés ont été utilisés pour réaliser cette analyse de reproductibilité: d’une part 5 prélèvements de sang artériel conservé numérotés de A1 à A5, dont l’un présentant une concentration voisine de celle du “ seuil lactate 4 mmol/l ” et quatre des concentrations recouvrant la gamme des valeurs généralement rencontrées lors de l’atteinte du maximum aérobie (12 à 18 mmol/l) ; d’autre part 4 prélèvements de sang veineux immédiatement prélevés avant dosage numérotés V1 à V4, dont trois présentant des concentrations recouvrant la gamme de celles rencontrées lors de la détermination de la transition aéro-anaérobie par technique de l’équilibre lactate.

Les échantillons correspondants sont placés à température ambiante dans des seringues munies d’une aiguille hypodermique 25GA1/2 permettant de délivrer pour chaque dosage une goutte d’un peu plus de 20 µl remplissant totalement par capillarité la micro-chambre de la bandelette réactive du Lactate Pro. Le dépôt de goutte est systématiquement précédé d’une homogénéisation du contenu de la seringue grâce à une agitation automatique. Chaque prélèvement fait l’objet d’un dosage itératif à 4 reprises pour le sang artériel et 5 pour le sang veineux. La durée de manipulation par dosage étant de 1’30’’ et le passage des échantillons s’effectuant dans l’ordre numérique et par permutation circulaire, l’intervalle de temps séparant le dosage itératif d’un même échantillon est de 7’30’’ (5 x 1’30’’) pour le sang artériel et de 6’ (4 x 1’30’’) pour le sang veineux.

Résultats Les résultats de ces deux tests de reproductibilité présentés aux tableaux I et II et aux figures correspondantes mettent en évidence une reproductibilité supérieure pour le sang veineux fraîchement prélevé. Sur celui-ci, dans la gamme des concentrations inférieures à environ 10 mmol/l les écarts type observés vont de 0.05 mmol/l à 0.16mmol/l. Cette variabilité relativement

faible s’accompagne cependant de différences maximales observées entre deux mesures d’un même échantillon allant de 0.2 mmol/l pour une concentration moyenne de 0.98 mmol/l à 0.4 pour 4.90 mmol/l et 0.9 pour 7.55 mmol/l. De telles différences sont susceptibles de conduire à une sur ou sous estimation du niveau énergétique de la transition aéro-anaérobie mesurée par la technique de l’équilibre lactate à deux prélèvements de l’ordre de 0.075 l/min à 0.350 l/min soit 1 à 4.7 ml/min/kg pour un sujet de 75 kg.

TABLEAUX I & II ESSAIS DE REPRODUCTIBILITE N°1 DU 24/09/2000 Sang artériel hépariné conservé Echantillons [La] 1 [La] 2 [La] 3 [La] 4 [La]moy sem sd

A1 4,0 4,0 4,3 4,4 4,18 0,18 0,21

A2 13,6 12,1 11,8 10,6 12,03 0,83 1,23

A3 14,3 15,0 14,1 14,4 14,45 0,27 0,39

ESSAIS DE REPRODUCTIBILITE DU 24/11/2000 Sang veineux hépariné frais Echantillons V1 V2 V3 [La] 1 0,8 5,1 8,3 [La] 2 1,0 5,1 7,4 [La] 3 0,9 4,7 7,6 [La] 4 1,0 4,9 7,6 [La] 5 1,0 4,9 7,6 [La]moy 0,98 4,90 7,55 sem 0,04 0,10 0,07 sd 0,05 0,16 0,10

Figures 1 & 2

A4 16,6 15,9 16,1 17,4 16,50 0,50 0,67

V4 16,6 16,8 16,4 17,6 16,2 16,75 0,45 0,62

A5 15,7 14,8 14,9 15,0 15,10 0,30 0,41

ESSAIS DE REPRODUCTIBILITE DU 24/11/2000

20

ESSAIS DE REPRODUCTIBILITE 24/09/2000

20

18

[La]1

18

[La]1

[La]2

[La]2 16

[La]3

16

[La]3 [La]4

[La]4 14

[La]5

LACTATE PRO (mmol/l)

LACTATE PRO (mmol/l)

14

[La]o 12 10 8

10 8

6

6

4

4

2

2

0 0

2

4

6

8

10

12

14

LACTATE REFERENCE MOYENNE (mmol/l)

16

[La]0

12

0 18 0

20 2

4

6

8

10

12

14

16

LACTATE REFERENCE MOYENNE (mmol/l)

Discussion Le nombre d’analyseurs de lactate disponibles dans le commerce est très important : Accusport, Analox LM4 ou LM5, Chiron 865, Cobas mira Roche, Lactate pro, Miniphotometer LP20, Lange photomètre, Microzym SGI, Radiometer ABL700, Spectrophotomètre Boehringer, Ysi 27, Ysi 2300 stat plus. Un certain nombre d’entre eux sont censés pouvoir être utilisés dans un Laboratoire mobile du type de ceux mis au point par l’ASTB et TBM ou pour ses propres expérimentations et suivis d’équipes nationales ou la préparation de différents records du monde (355) : par exemple le CRABE de l’ASTB en 1987 ou le SPORTLAB mis au point pour l’Ecole Interarmée des Sports à Fontainebleau en 1984. Cependant le nombre d’appareils susceptibles d’être réellement et efficacement transportés sur le terrain du fait d’un encombrement et d’un poids réduits, d’une alimentation indépendante par batteries et suffisamment stables dans une large gamme d’environnements thermo-climatiques est beaucoup plus faible. S’il est vrai que des appareils tels que le Microzym ou l’Analox ont pu être utilisés sur le terrain après quelques adaptations personnelles, il n’en demeure pas moins à notre connaissance que seuls deux appareils semblent pouvoir répondre véritablement au vocable de “ transportable ” : il s’agit de “ l’Accusport ” et du “ Lactate Pro ”. Par rapport à la technique spectrophotométrique de référence (4a, 7, 11, 21), ces appareils présentent l’avantage d’une miniaturisation très poussée puisque leur encombrement et leur poids est inférieur à celui d’une petite calculatrice ; les manipulations sont réduites au minimum puisque le dosage s’effectue directement sur le sang total et sur une goutte d’un volume très faible déposé ou mis en contact avec la bandelette réactive. La standardisation du prélèvement est même encore améliorée pour le Lactate Pro puisque la bandelette réactive comporte dans sa structure une micro-chambre capillaire normalisant le volume du prélèvement analysé à 20 µl.

Cependant, l’un des intérêts essentiels de ces appareillages étant de permettre une détermination rapide en situation de la transition aéro-anaérobie par la technique de l’équilibre lactate (355, 363), la fiabilité et la reproductibilité des mesures deviennent des caractéristiques essentielles. En effet, la technique de référence dite de “ l’équilibre lactate ” consiste à soumettre le sportif à une épreuve rectangulaire spécifique, à une vitesse, une puissance et/ou une cadence

18

correspondante à celle de sa transition aérobie-anaérobie présumée, estimée précédemment en laboratoire par une technique indirecte, échanges gazeux ou cinétique lactate lors d’une épreuve triangulaire de puissance progressivement croissante (87, 97, 365). Avec une technique de dosage très précise, il suffit d’effectuer deux prélèvements de sang capillaire au bout du doigt ou au lobe de l’oreille, à la vingtième minute d’un exercice spécifique de puissance stable, puis à la quarantième minute, pour vérifier qu’il existe une stabilité métabolique dans l’espace cardiocirculatoire. S’il existe une dérive positive ou négative, l’importance de la dérive lactate ramenée à l’intervalle de temps entre les deux prélèvements permet en appliquant les données du modèle bioénergétique ASTRABIO d’effectuer une correction automatique des valeurs de dépense énergétique correspondant à la transition aéro-anaérobie (et par voie de conséquence si les étalonnages correspondants ont été réalisés, de fréquence cardiaque, vitesse, puissance et cadence) (135, 352, 354, 359, 361).

Encore est-il nécessaire que cette dérive ne soit pas le fait d’une variabilité intrinsèque aléatoire de la technique de dosage. Or celle-ci, dans des conditions pourtant très standardisées de mesure, bien que plus faible que celle de l’Accusport, met en évidence pour le Lactate Pro une amplitude qui ne permet pas de reproduire la méthodologie à deux prélèvements seulement utilisable dans le cas d’une méthode de dosage irréprochable comme celle de la technique de référence en spectrophotométrie UV. L’aspect aléatoire de cette erreur peut certes être réduit en multipliant les prélèvements au cours de l’exercice de puissance stable. Cependant, pour éviter de transformer l’exercice continu en exercice fractionné, ce qui a pour effet de sous-estimer la transition aéroanaérobie par augmentation artificielle de la production lactique, il semble qu’il soit préférable de ne pas dépasser un nombre de quatre à cinq interruptions d’une quinzaine de secondes pour prélèvement et dosage par exemple à 10, 20, 30, et 40 minutes d’exercice. Une telle procédure permet de réduire considérablement la probabilité d’erreur et de la ramener à une valeur proche de celle de la technique de référence.

Le choix en pratique sera donc à faire entre : -l’utilisation d’un analyseur portable en doublant le nombre de prélèvements, le nombre des interruptions transitoires d’activité et en doublant le prix de consommable, et -le maintien de la technique de référence plus lourde et aux résultats déphasés dans le temps, sous réserve de se donner les moyens en personnels permettant d’obtenir une précision de manipulation équivalente à la précision intrinsèque théorique du matériel de référence.

Conclusion Sur le plan pratique, compte tenu des difficultés à obtenir en dehors d’un laboratoire spécialisé une reproductibilité parfaite portant sur tous les éléments techniques intermédiaires intervenant dans le résultat final d’un dosage, prélèvement, transport, centrifugation, conservation, traitement biochimique, dosage et restitution des résultats, nous optons, sur les plateaux techniques actuellement en audits pour l’homologation Haut Niveau, pour l’acquisition d’un portable type Lactate Pro et la technique à 4 prélèvements. Le bien fondé de cette position est renforcé par l’observation des disparités marquées entre plateaux techniques, y compris pour un même appareillage, lors des contrôles de qualité réalisés depuis plusieurs années en France à titre systématique sur des échantillons étalons. Les divergences enregistrées semblent en effet plus à rapporter aux difficultés techniques, matérielles et financières qu’ont ces structures à maintenir un personnel biochimiste spécialisé ne se consacrant qu’à cette tâche et de façon suffisamment fréquente et répétitive pour obtenir une reproductibilité satisfaisante dans les différentes phases de manipulations mises en jeu lors de ce dosage.

42-Synthèse

-

-

Depuis les années 70 les techniques de dosage de la lactatémie n’ont cessé d’évoluer vers une simplification, une miniaturisation et une rapidité supérieures. Les micro-méthodes mises au point au Laboratoire d’Explorations Cardio-Pulmonaires de l’Hôpital Saint Joseph (ECLACHE et al.

71), du Laboratoire de Physiologie de la Faculté de Médecine (QUARD et al. 78) et du Laboratoire de Biologie de l’Exercice du CRSSA (VIRET et al. 79), avaient permis de réduire le prélèvement à 100 µl. L’amélioration progressive de la précision et de la reproductibilité avaient permis de développer une technique de détermination de la transition aéro-anaérobie par technique de “ l’équilibre lactate ” en limitant le nombre de prélèvements à 2 ou 3. Le bilan des problèmes résiduels susceptibles de faire encore l’objet d’une amélioration est rappelé ci-après : réduction du temps de prélèvement par réduction de l’échantillon nécessaire au dosage en descendant au-dessous de 50µl, amélioration de la technique de prélèvement et/ou du système capillaire pour éliminer les microbulles, compensation de l’erreur liée au résidu sanguin présent dans le capillaire de prélèvement du fait de l’adhésivité du sang sur ses parois (compensée à l’époque par une pesée systématique du capillaire avant prélèvement et après transfert de l’échantillon prélevé dans l’éprouvette d’analyse), amélioration du blocage des réactions, de la conservation et de la défécation à l’acide perchlorique ou trichloracétique glacé (amélioré à l’époque par l’utilisation d’acide métaphosphorique) réduction des temps et de la quantité de manipulations concernant le transfert des échantillons au laboratoire, la centrifugation, les dilutions, le dosage, etc.…, jusqu’à l’exploitation et la restitution des résultats.

Les micro-méthodes photométriques telles que celles mises en œuvre avec l’Accusport ont résolu une grande partie de ces problèmes puisque l’échantillon de sang nécessaire est inférieur à 50µl, que la durée d’analyse sur le terrain est de l’ordre de la minute et que les manipulations intermédiaires entre prélèvement et dosage ont été considérablement réduites. Cependant, comme mentionné dans les Rapports Techniques précédents, cette évolution s’est faite au détriment de la

précision et de la reproductibilité tout en conservant une des causes d’erreurs liée à une persistance de manipulation entre prélèvement et dosage.

Bien que le Lactate Pro présente encore en valeur absolue une petite sous-estimation moyenne, celle-ci apparaît moins marquée que pour l’Accusport. Par ailleurs la reproductibilité dans les résultats des mesures est meilleure ce qui est la qualité essentielle nécessaire à l’utilisation de ce type de matériel pour une détermination de la transition aéro-anaérobie par la technique de l’équilibre lactate. Cette nette amélioration est probablement à rapporter au système de bandelette réactive incluant dans sa structure une micro-chambre capillaire imposant un échantillon de sang de 20µl ; ceci permet de répondre aux améliorations techniques indispensables proposées en conclusion du Rapport Technique N°1 en particulier en ce qui concerne la suppression des manipulations intermédiaires entre prélèvement et dosage.

Le Comité Scientifique de l’ASTB recommande donc aux Plateaux Techniques chargés de l’évaluation et du suivi des athlètes de Haut Niveau l’utilisation de ce dernier type de matériel pour déterminer la transition aéro-anaérobie par technique de l’équilibre lactate. Compte tenu du niveau de variabilité résiduelle actuellement observé, le nombre de prélèvements conseillé au cours de l’épreuve rectangulaire spécifique de 40 minutes est évalué à quatre, réalisés à intervalles réguliers à la 10°, 20°, 30° et 40° minute d’exercice.