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Effet du déconditionnement suite à une chirurgie du genou sur l'aptitude aérobie
Science & Sports 20 (2005) 308–310 http://france.elsevier.com/direct/SCISPO/
Communication brève
Effet du déconditionnement suite à une chirurgie du genou sur l’aptitude aérobie Effect of deconditioning following a surgery of the knee on the aerobic fitness N. Olivier a,b,*, J. Rogez a, S. Berthoin b, T. Weissland c a
Polyclinique de Riaumont, rue Entre-deux-Monts, 62800 Liévin, France Laboratoire d’études de la motricité humaine–EA3608, université Lille 2, 9, rue de l’Université, 59790 Ronchin, France c APS et conduites motrices–adaptations et réadaptation–EA3300, université Jules-Verne de Picardie, 80025 Amiens, France b
Reçu le 15 mars 2005 ; accepté le 11 juillet 2005 Disponible sur internet le 11 août 2005
Résumé Introduction. – L’objet de cette étude consiste à analyser les réponses cardiorespiratoires de 14 sportifs ayant bénéficié d’une intervention chirurgicale suite à une lésion du ligament antéroexterne du genou. Méthodes et résultats. – À sept jours d’intervalle, deux épreuves triangulaires et maximales réalisées avec les membres supérieurs sont conduites avant et après opération. La chirurgie plus les quelques jours d’hypoactivité engendrent une rapide désadaptation à l’effort. La baisse de la consommation maximale d’oxygène (7 % p < 0,05) et de la puissance maximale aérobie (8 % p < 0,05) est significative. Conclusion. – Ces résultats pourraient inciter les rééducateurs à proposer un programme d’entraînement cardiorespiratoire en postchirurgical. © 2005 Elsevier SAS. Tous droits réservés. Abstract Introduction. – The object of this study consisted in analysing the changes in cardiorespiratory fitness of fourteen sportsmen having undergone a surgical operation following a lesion of the anterior cruciate ligament of the knee. Methods and results. – Two triangular and maximum tests starting from the upper limbs were carried out before and after the operation with 7 days of interval. The results showed that the operation followed by a few days of bed rest generates a fast and significant reduction in the maximum oxygen consumption (–7%, p < 0.05) and peak aerobic power (–8%, p < 0.05). Conclusion. – These results could encourage therapists to propose endurance training during rehabilitation protocols. © 2005 Elsevier SAS. Tous droits réservés. Mots clés : Opération ; Alitement ; Ergomètre à bras ; Protocole de rééducation Keywords: Surgical operation; Bed rest; Arm ergometer; Rehabilitation protocol
1. Introduction Du fait de la popularité actuelle des activités physiques, des traumatismes liés au sport de loisir ou de compétition * Auteur correspondant. Adresse e-mail : [email protected] (N. Olivier). 0765-1597/$ - see front matter © 2005 Elsevier SAS. Tous droits réservés. doi:10.1016/j.scispo.2005.07.003
sont observés de plus en plus souvent chez les individus de tout âge. La rupture du ligament croisé antérieur externe (LCAE) prend une part prépondérante. Cette atteinte entraîne un manque de stabilité du genou et l’impossibilité de réaliser certains mouvements. La réparation chirurgicale est alors vivement conseillée. Cette intervention engendre inévitablement une phase d’activité réduite source de déconditionne-
N. Olivier et al. / Science & Sports 20 (2005) 308–310
ment du potentiel physique. Ces effets sont quantifiables dans les domaines musculaire et cardiorespiratoire [3]. L’ensemble de ces désadaptations conduit à une diminution de la consommation maximale d’oxygène (VO2max) [1]. Toutefois, les données issues des travaux portant sur l’alitement prolongé sont difficilement exploitables dans un contexte clinique. En effet, dans le cas particulier des sujets opérés du genou, les patients ne sont pas en décubitus strict et la période d’hypoactivité est relativement courte (cinq à six jours). L’objet de notre étude consistera à analyser les réponses cardiorespiratoires de sujets ayant bénéficiés d’une intervention chirurgicale programmée suite à une lésion du LCAE du genou.
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ventilatoires (SV1 et SV2) est réalisée à partir des méthodes de Wasserman (1973) et Beaver (1986). Avant les épreuves, une autoévaluation de la sensation de fatigue est effectuée à partir de l’échelle analogique de Christensen (1982). 2.4. Les épreuves d’effort (Tests PréOp et PostOp) Un ergomètre à membres supérieurs à manivelles (Cybex Metabolic 300) est utilisé en positionnant l’articulation de l’épaule des sujets à 10 cm au-dessus de l’axe de rotation des manivelles. À partir d’une épreuve maximale triangulaire, la puissance imposée de 50 W est augmentée toutes les minutes par paliers de 10 W. Lors du test PréOp, les fréquences de manivellage sont libres et enregistrées puis réutilisées et imposées à PostOp.
2. Matériels et méthodes 2.5. Statistiques 2.1. Population Quatorze sportifs de niveau régional âgés de 25 ± 3,8 ans ont participé à cette étude. Ils ont bénéficié d’une réparation chirurgicale de reconstruction du ligament croisé antéroexterne du genou (techniques Kenneth Jones et Droit interne demi-tendineux). Pour l’ensemble des sujets, il s’est écoulé en moyenne une période de 3,0 ± 0,2 mois de cessation des activités sportives entre le traumatisme initial et la date opératoire. Les sujets présentant un taux d’hémoglobine inférieur à 13 g/100 mL sont considérés anémiés et sont exclus de l’étude. 2.2. Protocole expérimental général Une première épreuve d’effort est effectuée la veille de la chirurgie (Test PréOp). Les sportifs sont opérés le lendemain et restent environ six jours en convalescence à l’hôpital. Après cette phase d’hypoactivité en chambre, une seconde épreuve est réalisée (Test PostOp) afin d’analyser le déconditionnement physique. Les deux évaluations sont séparées de sept jours. 2.3. Mesure des paramètres cardiorespiratoires et perceptifs Les paramètres respiratoires (VO2 et VE) sont mesurés en continu à l’aide d’un ergospiromètre à circuit ouvert de type CPX (D) (Medical Graphics, Saint-Paul, Minnesota, ÉtatsUnis) et moyennés toutes les 30 secondes. L’activité cardiaque (FC) est enregistrée en continue par électrocardiogramme (Quinton 710). Une identification des seuils
Les calculs statistiques sont réalisés avec le logiciel SYSTAT 7.0. Les valeurs étudiées ont été comparées avant et après l’hospitalisation à l’aide du test de Student pour échantillons appariés. De la même façon, ce test a été utilisé pour comparer les valeurs de VO2 à chaque intensité de puissance d’exercice. Le seuil de signification a été fixé à p < 0,05.
3. Résultats 3.1. Paramètres maximaux Les effets de l’hospitalisation sur les paramètres mesurés sont présentés dans le Tableau 1. Les sujets testés après l’opération présentent des valeurs maximales cinématiques et cardiorespiratoires inférieures aux données initiales : baisse de 8 % de la PMA (p < 0,05), de 7 % pour le VO2max (p < 0,05) et de 8 % pour VEmax (p < 0,05). Á l’inverse, les valeurs de perception de la fatigue augmentent en moyenne de 35 % (p < 0,05). Aucune différence n’est constatée pour la FC maximale. 3.2. Paramètres sous-maximaux Les cinétiques de VO2 en fonction de la puissance de l’exercice sont représentées dans la Fig. 1. Après la chirurgie, les valeurs moyennes de VO2 sont significativement plus élevées, de 5 à 11 %. Avant chirurgie, SV1 et SV2 sont respectivement observés à des valeurs de puissance de 72 ± 4 et 92 ± 7 W contre de 63 ± 5 et 83 ± 5 W après l’hospitalisation (Tableau 1).
Tableau 1 Effet de l’intervention chirurgicale (n = 14) Test PréOp PostOp
PMA (watts) FCmax (batt par minute) 116 ± 12,8 176 ± 6,1 107* ± 12 175 ± 5,6
VO2max (mL./kg par minute) 29 ± 1,6 27* ± 2,6
VEmax (L par minute) 93 ± 8,2 85,5* ± 12
SV 1 (watts) 72 ± 4,2 63* ± 4,7
SV 2 (watts) 92 ± 7 83* ± 4,7
Christensen 4,8 ± 0,8 6,5* ± 0,9
Moyenne ± écart type ; puissance maximale aérobie (PMA) ; fréquence cardiaque maximale (FCmax) ; consommation maximale d’oxygène (VO2max) ; ventilation maximale (VEmax) ; premier seuil ventilatoire (SV1) et second seuil ventilatoire (SV2). *p < 0,05.
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N. Olivier et al. / Science & Sports 20 (2005) 308–310
ble de réduction. Nous pensons que cette diminution serait essentiellement dépendante des jours d’hypoactivité plutôt que de l’opération. L’intervention chirurgicale réalisée par arthroscopie est la plus fréquente des techniques orthopédiques. Les incisions sont plus petites que pour la chirurgie à ciel ouvert et peuvent être effectuées sans l’aide de garrot pneumatique [4]. Grâce à cette technique, les patients perdent une très faible quantité de sang et le risque d’anémie postopératoire est faible. La diminution des performances aérobies serait due essentiellement à une diminution du volume sanguin total (baisse du volume plasmatique) [2]. Cette diminution pourrait avoir une influence sur la viscosité du sang entraînant une perturbation au niveau du retour veineux. 5. Conclusion Fig. 1. Évolution de la cinétique moyenne de la consommation d’oxygène (VO2) avant et après la chirurgie pour toutes les valeurs de puissances associées à l’ensemble de la population (n = 14). *p < 0,05.
4. Discussion Une durée de sept jours est suffisante pour noter une réduction significative de la performance aérobie avec une diminution des puissances maximales (PMA) et celles concomitantes à l’adaptation et l’inadaptation ventilatoire. Les moins bonnes sensations à l’effort relevées à partir de l’échelle de Christensen traduisent le déconditionnement des patients. Convertino (1997) [1] a montré qu’il existe une relation linéaire entre la durée d’alitement et la baisse d’aptitude aérobie 关 VO2max = 1,4-0,85 共 ×nombres de jours d’alitement 兲 兴 . En appliquant la formule, nous calculons une baisse de VO2max de 4,5 %. Le niveau de condition physique des sujets testés et les protocoles d’évaluation peuvent expliquer de légères différences de résultats. Cependant, ce protocole ne permet pas de connaître avec précision le facteur discriminant responsa-
Cette étude nous a permis d’évaluer les réponses cardiorespiratoires de patients ayant bénéficié d’une chirurgie de genou. L’opération suivie de quelques jours d’hypoactivité va engendrer une diminution significative de l’aptitude aérobie. Ce déconditionnement physique est à prendre en compte par les praticiens hospitaliers dans la programmation de chirurgie chez des malades très déconditionnés et affaiblis. Références [1] [2]
[3]
[4]
Convertino VA. Cardiovascular consequences of bed rest: effect on maximal oxygen uptake. Med Sci Sport Exerc 1997;29(2):191–6. Coyle EF, Hemmert MK, Coggan AR. Effects of detraining on cardiovascular response to exercise: role of blood volume. J Appl Physiol 1986;60:95–9. Saltin B, Blomqvist G, Mitchell JH, Johson RL, Wildenthal K, Chapman R. Response to exercise after bed rest and after training. Circulation 1968;38(suppl 7):1–78. Scott GA, Jolly BL, Henning CE. Combined posterior incision and arthroscopic intra-articular repair of the meniscus. J Bone Joint Surg 1986;68A:847–61.
Communication brève
Effet du déconditionnement suite à une chirurgie du genou sur l’aptitude aérobie Effect of deconditioning following a surgery of the knee on the aerobic fitness N. Olivier a,b,*, J. Rogez a, S. Berthoin b, T. Weissland c a
Polyclinique de Riaumont, rue Entre-deux-Monts, 62800 Liévin, France Laboratoire d’études de la motricité humaine–EA3608, université Lille 2, 9, rue de l’Université, 59790 Ronchin, France c APS et conduites motrices–adaptations et réadaptation–EA3300, université Jules-Verne de Picardie, 80025 Amiens, France b
Reçu le 15 mars 2005 ; accepté le 11 juillet 2005 Disponible sur internet le 11 août 2005
Résumé Introduction. – L’objet de cette étude consiste à analyser les réponses cardiorespiratoires de 14 sportifs ayant bénéficié d’une intervention chirurgicale suite à une lésion du ligament antéroexterne du genou. Méthodes et résultats. – À sept jours d’intervalle, deux épreuves triangulaires et maximales réalisées avec les membres supérieurs sont conduites avant et après opération. La chirurgie plus les quelques jours d’hypoactivité engendrent une rapide désadaptation à l’effort. La baisse de la consommation maximale d’oxygène (7 % p < 0,05) et de la puissance maximale aérobie (8 % p < 0,05) est significative. Conclusion. – Ces résultats pourraient inciter les rééducateurs à proposer un programme d’entraînement cardiorespiratoire en postchirurgical. © 2005 Elsevier SAS. Tous droits réservés. Abstract Introduction. – The object of this study consisted in analysing the changes in cardiorespiratory fitness of fourteen sportsmen having undergone a surgical operation following a lesion of the anterior cruciate ligament of the knee. Methods and results. – Two triangular and maximum tests starting from the upper limbs were carried out before and after the operation with 7 days of interval. The results showed that the operation followed by a few days of bed rest generates a fast and significant reduction in the maximum oxygen consumption (–7%, p < 0.05) and peak aerobic power (–8%, p < 0.05). Conclusion. – These results could encourage therapists to propose endurance training during rehabilitation protocols. © 2005 Elsevier SAS. Tous droits réservés. Mots clés : Opération ; Alitement ; Ergomètre à bras ; Protocole de rééducation Keywords: Surgical operation; Bed rest; Arm ergometer; Rehabilitation protocol
1. Introduction Du fait de la popularité actuelle des activités physiques, des traumatismes liés au sport de loisir ou de compétition * Auteur correspondant. Adresse e-mail : [email protected] (N. Olivier). 0765-1597/$ - see front matter © 2005 Elsevier SAS. Tous droits réservés. doi:10.1016/j.scispo.2005.07.003
sont observés de plus en plus souvent chez les individus de tout âge. La rupture du ligament croisé antérieur externe (LCAE) prend une part prépondérante. Cette atteinte entraîne un manque de stabilité du genou et l’impossibilité de réaliser certains mouvements. La réparation chirurgicale est alors vivement conseillée. Cette intervention engendre inévitablement une phase d’activité réduite source de déconditionne-
N. Olivier et al. / Science & Sports 20 (2005) 308–310
ment du potentiel physique. Ces effets sont quantifiables dans les domaines musculaire et cardiorespiratoire [3]. L’ensemble de ces désadaptations conduit à une diminution de la consommation maximale d’oxygène (VO2max) [1]. Toutefois, les données issues des travaux portant sur l’alitement prolongé sont difficilement exploitables dans un contexte clinique. En effet, dans le cas particulier des sujets opérés du genou, les patients ne sont pas en décubitus strict et la période d’hypoactivité est relativement courte (cinq à six jours). L’objet de notre étude consistera à analyser les réponses cardiorespiratoires de sujets ayant bénéficiés d’une intervention chirurgicale programmée suite à une lésion du LCAE du genou.
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ventilatoires (SV1 et SV2) est réalisée à partir des méthodes de Wasserman (1973) et Beaver (1986). Avant les épreuves, une autoévaluation de la sensation de fatigue est effectuée à partir de l’échelle analogique de Christensen (1982). 2.4. Les épreuves d’effort (Tests PréOp et PostOp) Un ergomètre à membres supérieurs à manivelles (Cybex Metabolic 300) est utilisé en positionnant l’articulation de l’épaule des sujets à 10 cm au-dessus de l’axe de rotation des manivelles. À partir d’une épreuve maximale triangulaire, la puissance imposée de 50 W est augmentée toutes les minutes par paliers de 10 W. Lors du test PréOp, les fréquences de manivellage sont libres et enregistrées puis réutilisées et imposées à PostOp.
2. Matériels et méthodes 2.5. Statistiques 2.1. Population Quatorze sportifs de niveau régional âgés de 25 ± 3,8 ans ont participé à cette étude. Ils ont bénéficié d’une réparation chirurgicale de reconstruction du ligament croisé antéroexterne du genou (techniques Kenneth Jones et Droit interne demi-tendineux). Pour l’ensemble des sujets, il s’est écoulé en moyenne une période de 3,0 ± 0,2 mois de cessation des activités sportives entre le traumatisme initial et la date opératoire. Les sujets présentant un taux d’hémoglobine inférieur à 13 g/100 mL sont considérés anémiés et sont exclus de l’étude. 2.2. Protocole expérimental général Une première épreuve d’effort est effectuée la veille de la chirurgie (Test PréOp). Les sportifs sont opérés le lendemain et restent environ six jours en convalescence à l’hôpital. Après cette phase d’hypoactivité en chambre, une seconde épreuve est réalisée (Test PostOp) afin d’analyser le déconditionnement physique. Les deux évaluations sont séparées de sept jours. 2.3. Mesure des paramètres cardiorespiratoires et perceptifs Les paramètres respiratoires (VO2 et VE) sont mesurés en continu à l’aide d’un ergospiromètre à circuit ouvert de type CPX (D) (Medical Graphics, Saint-Paul, Minnesota, ÉtatsUnis) et moyennés toutes les 30 secondes. L’activité cardiaque (FC) est enregistrée en continue par électrocardiogramme (Quinton 710). Une identification des seuils
Les calculs statistiques sont réalisés avec le logiciel SYSTAT 7.0. Les valeurs étudiées ont été comparées avant et après l’hospitalisation à l’aide du test de Student pour échantillons appariés. De la même façon, ce test a été utilisé pour comparer les valeurs de VO2 à chaque intensité de puissance d’exercice. Le seuil de signification a été fixé à p < 0,05.
3. Résultats 3.1. Paramètres maximaux Les effets de l’hospitalisation sur les paramètres mesurés sont présentés dans le Tableau 1. Les sujets testés après l’opération présentent des valeurs maximales cinématiques et cardiorespiratoires inférieures aux données initiales : baisse de 8 % de la PMA (p < 0,05), de 7 % pour le VO2max (p < 0,05) et de 8 % pour VEmax (p < 0,05). Á l’inverse, les valeurs de perception de la fatigue augmentent en moyenne de 35 % (p < 0,05). Aucune différence n’est constatée pour la FC maximale. 3.2. Paramètres sous-maximaux Les cinétiques de VO2 en fonction de la puissance de l’exercice sont représentées dans la Fig. 1. Après la chirurgie, les valeurs moyennes de VO2 sont significativement plus élevées, de 5 à 11 %. Avant chirurgie, SV1 et SV2 sont respectivement observés à des valeurs de puissance de 72 ± 4 et 92 ± 7 W contre de 63 ± 5 et 83 ± 5 W après l’hospitalisation (Tableau 1).
Tableau 1 Effet de l’intervention chirurgicale (n = 14) Test PréOp PostOp
PMA (watts) FCmax (batt par minute) 116 ± 12,8 176 ± 6,1 107* ± 12 175 ± 5,6
VO2max (mL./kg par minute) 29 ± 1,6 27* ± 2,6
VEmax (L par minute) 93 ± 8,2 85,5* ± 12
SV 1 (watts) 72 ± 4,2 63* ± 4,7
SV 2 (watts) 92 ± 7 83* ± 4,7
Christensen 4,8 ± 0,8 6,5* ± 0,9
Moyenne ± écart type ; puissance maximale aérobie (PMA) ; fréquence cardiaque maximale (FCmax) ; consommation maximale d’oxygène (VO2max) ; ventilation maximale (VEmax) ; premier seuil ventilatoire (SV1) et second seuil ventilatoire (SV2). *p < 0,05.
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N. Olivier et al. / Science & Sports 20 (2005) 308–310
ble de réduction. Nous pensons que cette diminution serait essentiellement dépendante des jours d’hypoactivité plutôt que de l’opération. L’intervention chirurgicale réalisée par arthroscopie est la plus fréquente des techniques orthopédiques. Les incisions sont plus petites que pour la chirurgie à ciel ouvert et peuvent être effectuées sans l’aide de garrot pneumatique [4]. Grâce à cette technique, les patients perdent une très faible quantité de sang et le risque d’anémie postopératoire est faible. La diminution des performances aérobies serait due essentiellement à une diminution du volume sanguin total (baisse du volume plasmatique) [2]. Cette diminution pourrait avoir une influence sur la viscosité du sang entraînant une perturbation au niveau du retour veineux. 5. Conclusion Fig. 1. Évolution de la cinétique moyenne de la consommation d’oxygène (VO2) avant et après la chirurgie pour toutes les valeurs de puissances associées à l’ensemble de la population (n = 14). *p < 0,05.
4. Discussion Une durée de sept jours est suffisante pour noter une réduction significative de la performance aérobie avec une diminution des puissances maximales (PMA) et celles concomitantes à l’adaptation et l’inadaptation ventilatoire. Les moins bonnes sensations à l’effort relevées à partir de l’échelle de Christensen traduisent le déconditionnement des patients. Convertino (1997) [1] a montré qu’il existe une relation linéaire entre la durée d’alitement et la baisse d’aptitude aérobie 关 VO2max = 1,4-0,85 共 ×nombres de jours d’alitement 兲 兴 . En appliquant la formule, nous calculons une baisse de VO2max de 4,5 %. Le niveau de condition physique des sujets testés et les protocoles d’évaluation peuvent expliquer de légères différences de résultats. Cependant, ce protocole ne permet pas de connaître avec précision le facteur discriminant responsa-
Cette étude nous a permis d’évaluer les réponses cardiorespiratoires de patients ayant bénéficié d’une chirurgie de genou. L’opération suivie de quelques jours d’hypoactivité va engendrer une diminution significative de l’aptitude aérobie. Ce déconditionnement physique est à prendre en compte par les praticiens hospitaliers dans la programmation de chirurgie chez des malades très déconditionnés et affaiblis. Références [1] [2]
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[4]
Convertino VA. Cardiovascular consequences of bed rest: effect on maximal oxygen uptake. Med Sci Sport Exerc 1997;29(2):191–6. Coyle EF, Hemmert MK, Coggan AR. Effects of detraining on cardiovascular response to exercise: role of blood volume. J Appl Physiol 1986;60:95–9. Saltin B, Blomqvist G, Mitchell JH, Johson RL, Wildenthal K, Chapman R. Response to exercise after bed rest and after training. Circulation 1968;38(suppl 7):1–78. Scott GA, Jolly BL, Henning CE. Combined posterior incision and arthroscopic intra-articular repair of the meniscus. J Bone Joint Surg 1986;68A:847–61.