F ilh Fatigue et ultra-marathon - Club des Cardiologues du Sport

Guillaume Millet
F i
Fatigue
et ultra-marathon
l
h
Mise à jour le 11 /07/2010
Ultra-marathon ?
3 grands types :
 « roulants », sur route ou sur circuits :
100 km, 24h, Comrades, Milkil,
Spartathlon 6 jours,
Spartathlon,
jours …
 Ultra-trails
Ultra trails : 100 miles,
miles UMTB
UMTB, GRR,
GRR …
 Course
C
par ét
étapes : marathon
th des
d
sables, Himal-Race, Transgaule,…
g
Serge Girard
19 000 km
260 j
Philippe
pp Fuchs
8 500 km
161 j
6 jjours iindoor,
d
piste
i parfois
f i < 100 m
dès fin du XIXème siècle
 Comrades née en 1921, Afrique du Sud
12000 coureurs aujourd’hui,
j
10h de direct à la TV
 London to Brighton (84 km), née en 1932
 En France : 100 km de Millau (1972)
 L’ultra se popularise en France récemment (plus de
30000 ultrafondus dans l’hexagone en 2008), notamment
grâce à l’ultra-trail.
 rôle majeur de ll’UTMB
UTMB®
L’être humain est-il ffait pour
p
courir des
ultra-marathons ?
 notre capacité d’endurance est supérieure à
l plupart
la
l
t des
d autres
t
espèces
è
 ceci est dû essentiellement à :
- capacité à dissiper la chaleur
- morphologie adaptée à la course
Autres atouts de l’espèce humaine :
- réserves énergétiques sous forme de graisse, bien placée
- adaptation de la fourniture énergétique
La foule leur criait après,
après comme ss’ils
ils pouvaient
encore entendre. Il y en avait qui hurlaient le nom
d’un type ou de l’autre
l’autre, mais la seule chose qu’on
comprenait vraiment c’était Go… go… go…
Ils sont passés juste devant moi. Il y avait un grand
blond avec la chemise ouverte. Une de ses semelles
de chaussures s’était décollée ou décousue ou je ne
sais quoi
quoi, elle claquait.
claquait L
L’autre
autre n
n’avait
avait même plus
de chaussures et ses chaussettes s’arrêtaient à la
cheville Le reste…
cheville.
reste eh bien il les avait usées à la
marche…Il avait les pieds violets, on voyait les
vaisseaux
i
éclatés.
é l té Je
J crois
i qu’ils
’il ne les
l sentaient
t i t
même plus.
Article à
propos de
?
Qu’est-ce que ce qui fait la difficulté d’un ultra-trail ?
 Règlement
Rè l
(p.e.
(
ravitaillement,
i ill
barrières horaires)
 Altitude : froid,
hypoxie météo
hypoxie,
 Facteurs limitants
personnels
 Distance
 Type
yp de terrains
 Environnement
 Dénivelé
L’être humain est-il ffait pour
p
courir des
ultra-marathons ?
 notre capacité d’endurance est supérieure à la
plupart
l
des
d autres espèces
è
 cecii estt dû essentiellement
ti ll
tà:
- capacité à dissiper la chaleur : capacité à transpirer, forme
assez allongée
é de notre corps et circulation sanguine crânienne
â
adaptée
é
Un Husky peut courir 200 km/j pendant 8 jours mais
il est nul au marathon des sables
Température corporelle et performance
Courir un ultra-marathon : quelles conséquences ?
- à court terme ?  la fatigue
- à long terme ?  la santé
Phase 1 : « Expérimentale »
Février à Avril 2007
• 24 Heures
• en laboratoire
• 14 sujets
24 H
&
Phase 2 : « Terrain »
Avril à Août 2009
• Ultra-trail en compétition
• UTMB
• 35 sujets
24 H
Phase 1 : « Labo
Ph
L b »
Février à Avril 2007
• 24 Heures
• en laboratoire
• 14 sujets
Running biomechanics + energy cost + cognitive function
24 h
BIOPS
SY
POST
P
22 h
T11
20 h
POST
T10
T
18 h
T9
16 h
T10
T8
T
T7
14 h
T8
T6
T
12 h
T6
T5
10 h
T4
8h
T3
6h
T2
4h
T1
2h
T4
T
T2
T
PRE
P
0h
PRE
BIOPS
SY
Neuromuscular evaluation + Blood and urine samples
PHASE 2 : DEROULEMENT DE L’ETUDE TERRAIN
DE AVRIL A AOUT 2009
DETAIL
DU PROTO
OCOLE
AVRIL : Sélection
des sujets de l’étude
DEBUT JUILLET : Test d’évaluation physiologique au
CHU de St-Etienne
35 sujets
AVRIL
MAI
JUIN
J+2, J+5, J+9, J+16 :
Evaluation de la
récupération
JOUR J : Evaluation
en situation de
fatigue
J-8 A J-2 :
Evaluation au repos
JUILLET
AOUT
SEPT
24 H
-40%
-30%
-2%
-10%
-35%
35%
-3%
-14%
-39%
39%
Origine
de la
fatigue ?
fatigue
centrale
(nerveuse)
fatigue
périphérique
(musculaire)
Volodalen®
24 H
-10%
-3%
-12%
-2%
-26%
Grande variabilité dans les
dommages musculaires
24 H
45000
40000
35000
CK (UI/l))
30000
25000
20000
15000
10000
5000
0
PRE
4H
8H
12H
16H
20H
POST
UTMB : 13600 ± 12600 UI/l
24h : 13300 ± 13500 UI/l
50000
CK
K (UI/l)
Résistance sans doute en partie innée…
…mais
peut être améliorée par l’entraînement
40000
30000
20000
10000
0
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
Effet protecteur
1ère session
CK (IU
U/L)
15000
10000
2èmesession
2  12
contractions
excentriques
2  12
contractions
excentriques
5000
0
PRE
1
2
3
4 sem
4
8 sem
PRE
1
2
3
4
12 sem
Ici exercice très  d’un ultra-marathon mais principe demeure
Nosaka et al. Can J Appl Physiol 2005
UTMB : 13600 ± 12600 UI/l
24h : 13300 ± 13500 UI/l
50000
CK
K (UI/l)
Résistance sans doute en partie innée…
…mais
peut être améliorée par l’entraînement
40000
…et
et sans doute par la technique
30000
20000
10000
0
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
Philippe
pp Fuchs
8 500 km
161 j
Origine
de la
fatigue ?
fatigue
périphérique
(musculaire)
fatigue
centrale
(nerveuse)
Forcce
Force max
Muscle actif
Que se passe-t-il si on
p
une stimulation
surimpose
électrique ?
Stimulationde
externe
Evaluation
la
(nerf,centrale
muscle)
fatigue
E M G (m
m V ) o u ffo rc e (k g )
80
70
60
50
40
réserve de
force
30
20
10
0
10
-10
-20
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
Temps (s)
 « réserve de force » = fatigue centrale
3.0
CAR (%
C
%)
Activaation
maximaale
m
95%
*$
**$
**$$
12H
16H
20H
**$$
85%
75%
65%
55%
24 H
45%
PRE
4H
8H
Fatigue centrale : ~ - 30 %
sur quadriceps
POST
-2%
=
24 H
-19%
-30%
-6%
-2%
=
-15%
Origine
de la
fatigue ?
fatigue
périphérique
(musculaire)
fatigue
centrale
(nerveuse)
Pas seulement le cerveau : système nerveux
dans son ensemble
1 P
1.
Propriété
ié é des
d
Mn
3. fatigue
supraspinale
Inhibition
OTG
inhibition
récurrente ?
afférences
groupe III & IV??
2. Afférences
excitation
FNM
Adapté de Janet Taylor, Prince of Wales Medical Research Institute, Sydney
En ultra-marathon : processus inflammatoires
Sensations de douleur
& inhibition/défacilitation
Origine
de la
fatigue ?
fatigue
périphérique
fatigue
centrale
Ces altérations neuromusculaires expliquent-elles la baisse de
vitesse en course ?
Pertes d
P
de forcee quadriceps (%)
F ti
Fatigue
centrale
t l + musculaire
l i = perte
t force
f
totale
t t l
Foulée ultra-trail
< 60% force max
L coureur régule
Le
é l son allure
ll
(pacing)
(
i )
en fonction d’un plan établit à
l’
l’avance
ett de
d ses sensations
ti
RPE
Millet & Lepers Sports Med 2004
Régulation centrale de ll’exercice
exercice
Modèle de Millet1 et Chasdow2
1. Université de St-Etienne, France
2. Université de Latrines, Turquie
Modèle de Millet & Chasdow
Danger
Arrêt de
l’exercice
I feel good (±)
Exercice ?
Valve de
vidange
Débit de
remplissage
Pourquoi?
RPE
R
Force v
F
volonttaire (%
% max
du moment)
d
Si l’effort est imposé
Durée (min)
O Pénibilité de l’effort (RPE)
Force relative
Modèle de Millet & Chasdow
Danger
Arrêt de
l’exercice
I feel good (±)
 jusqu’où
j
’ ù?
 feedforward
 feedback
Exercice ?
Douleurs, gênes (musculaires,
En raison
E
i
de
d articulaires
fatigue
f ti
et tendineuses,
périphérique
et
dyspnée, ampoules, pbs
modulation spinale
digestifs, etc…)
Valve de
vidange
Débit de
remplissage
Modèle de Millet & Chasdow
Danger
Arrêt de
l’exercice
I feel good (±)
Réserve de
sécurité
Dépendant
p
de la
motivation
Si je suis attaqué
par un ours !
« Taille de la réserve de
sécurité » est un facteur
de la performance
= capacité à se faire mal
Valve de
vidange
Débit de
remplissage
Modèle de Millet & Chasdow
Danger
réserve
Arrêt de
l’exercice
I feel good (±)
Antalgiques
centraux
 feedforward
 feedback
Le flotteur peut
mal fonctionner
Exercice ?
Douleurs, gênes (musculaires,
articulaires et tendineuses,
dyspnée, ampoules, pb
digestifs, etc…)
Valve de
vidange
Débit de
remplissage
Mauger et al. J Appl Physiol. 2010
Fentanyl en intrathécal
Amann et al. J Physiol. 2009
 Fatigue
périphérique
majorée
Modèle de Millet & Chasdow
Danger
réserve
Arrêt de
l’exercice
I feel good (±)
Antalgiques périph :
Tissugel
 feedforward
 feedback
Exercice ?
Douleurs, gênes (musculaires,
articulaires et tendineuses,
dyspnée, ampoules, pb
digestifs, etc…)
Valve de
vidange
Débit de
remplissage
Modèle de Millet & Chasdow
Danger
Arrêt de
l’exercice
I feel good (±)
-stimulants
Le flotteur peut
mall fonctionner
f
ti
Valve de
vidange
Débit de
remplissage
Modèle de Millet & Chasdow
Danger
Arrêt de
l’exercice
réserve
I feel good (±)
Le niveau d’eau n’est pas seulement dépendant
du débit de remplissage : (1) quantité au départ ?
Au début de l’exercice
Exemple :
charge
g mentale
préalable
Valve de
vidange
Débit de
remplissage
VO2 (l/m
min)
RP
PE
Idem manque de
sommeil : RPE  au
début de l’exercice
● Fatigue mentale
○ contrôle
Durée (min)
Durée (min)
Marcora et al. J Appl Physiol 2009
Modèle de Millet & Chasdow
Danger
Arrêt de
l’exercice
réserve
I feel good (±)
Le niveau d’eau n’est pas seulement dépendant
du débit de remplissage : (2) valve de vidange
Signaux plaisant peuvent
contrer
t
 RPE ii.e. ouvrir
i
la valve
Exemple : stratégies
mentales
Valve de
vidange
Débit de
remplissage
Modèle de Millet & Chasdow
Mort
Arrêt de
l’exercice
réserve
I feel good (±)
Stratégies
cognitives ?
SC associatives :  débit
remplissage
p
g via   du
geste mais  réserve
SC dissociatives :
inverse
Valve de
vidange
Débit de
remplissage
Modèle de Millet & Chasdow
Danger
Arrêt de
l’exercice
réserve
I feel good (±)
Le niveau d’eau n’est pas seulement dépendant
du débit de remplissage : (2) valve de vidange
Signaux
S
g au plaisant
p a sa t peu
peuvent
e t
contrer  RPE
Autre exemple : apport
énergétique
Valve de
vidange
Débit de
remplissage
Placebo = saccharine = boisson
goût sucrée sans calorie
glucose
Se rincer
i
la bouche
régulièrement avec
maltodextrine
l d
i
Chambers et al. J Physiol 2009
Modèle de Millet & Chasdow
Danger
Arrêt de
l’exercice
réserve
I feel good (±)
Le niveau d’eau n’est pas seulement dépendant
du débit de remplissage : (2) valve de vidange
Signaux plaisant peuvent
contrer
t
 RPE
Autre exemple :
circonstances
particulières de course
Valve de
vidange
Débit de
remplissage
6ème au scratch UTMB 2007
3000
160
2h
140
2000
1500
120
1000
100
500
0
0
6
12
18
22
80
24
Durée de la course (h)
Peut aussi être dû à  réserve de sécurité (i.e.
(i e 
motivation) donc associé avec RPE >
FC (bpm)
Altitude (m)
2500
Notre système nerveux nous protège donc
contre nos propres excès
La preuve: Phidippidès est mort il y a 2,5 milliers
d'années et on en parle encore !
A condition d’avoir un comportement « normal » :
- ne pas masquer les signaux d’alarme
- ne pas prendre d’excitants
d excitants
- avoir des stratégies mentales classiques
Certains de ces garçons vont continuer de marcher
l
longtemps
t
après
è que les
l lois
l i de
d la
l physique
h i
ett de
d la
l
chimie auront déclaré forfait.
Ce n’est p
pas une q
question de force p
physique.
y q Si c’était
ça, nous aurions tous une bonne chance. Mais il y a des
hommes faibles capables
p
de soulever des voitures si
leur femme est clouée dessous. La tête, Garraty, le
cerveau… Ce n’est p
pas l’homme ou Dieu,, c’est q
quelque
q
chose… dans le cerveau.
Merci de votre attention
« j'aime la performance pour ce qu'elle représente
dans la démarche et le chemin de l'homme,, p
pour les
pensées, les efforts, les conceptions, pour l'adaptation
qu'elle demande. Mais jje ne suis p
q
pas attaché à la
performance pour la performance »
Patrick Berhault,
Berha lt extrait
e trait de : "Sur
"S r le fil des 4000",
4000"
film de Gilles Chappaz.