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ÉTUDES UTILISÉES
The Valsalva Maneuver Revisited: The Influence of Voluntary Breathing on Isometric Muscle Strength
Elizabeth R. Ikeda, Adam Borg, Devn Brown, Jessica Malouf, Kathy M. Showers, and Sheng Li
Motor Control Laboratory, School of Physical Therapy and Rehabilitation Science, University of Montana, Missoula, Montana
(C) 2011 National Strength and Conditioning Association
ABSTRACT
Depuis l’étude de Zatsiorsky and Kraemer (Science and Practice of Strength Training (2nd ed.). Champaign: Human Kinetics, 2006), le monde du sport et plus précisément lors d’entraînement de musculation utilise le principe de l’apnée pour augmenter le potentiel de force (lors d’exercices à très haute intensité). Après avoir survolé le principe de la manœuvre de Valsalva, nous nous sommes attachés à montrer, grâce aux résultats de l’étude présentement exploitée (Ikeda & Al, The Valsalva maneuver revisited: the influence of voluntary breathing on isometric muscle strength, 2009), que l’apnée durant les exercices n’apporte rien de plus pour les contractions utilisant de très importantes forces par rapport à une expiration forcée; elle-même plus intéressante que la respiration normale ou l’inspiration forcée durant l’effort musculaire.
Quelques différences existent entre l’expiration forcée et la Manœuvre de Valsalva durant les flexions ; mais cette différence ne justifie pas la prise de risque inhérente à la Manœuvre de Valsalva.
Public(s) visé(s)
Pratiquants de sports où la force est importante (sprints, sauts, tirs) ou lorsque la préparation physique implique des exercices en force quasi-maximale ou sous-maximale et mais de nombreuses répétitions.
INTRODUCTION
Résumé de l’étude utilisée
Ikeda, ER, Borg, A, Brown, D, Malouf, J, Showers, KM, and Li, S. The Valsalva maneuver revisited: the influence of voluntary breathing on isometric muscle strength. J Strength Cond Res 23(1): 127-132, 2009-We assessed the effects of 4 voluntary breathing conditions on maximal voluntary isometric force of large muscle groups. Ten subjects performed maximum voluntary isometric contractions (MVICs) of knee flexion and extension, shoulder abduction and adduction, and elbow flexion and extension under all breathing conditions: normal breathing, forced inhalation, forced exhalation, and the Valsalva maneuver (VM). Forced exhalation significantly increased peak force during shoulder adduction, elbow extension, and knee extension MVIC tasks (p = 0.001, 0.024, and 0.002, respectively); the peak force during the Valsalva maneuver was not different from forced exhalation for all tested muscle groups. No voluntary breathing condition seemed to influence the peak force during the knee flexion, elbow flexion, and shoulder abduction MVIC tasks. The results demonstrate that voluntary breathing imposes a significant impact on isometric muscle strength. Given the increased cardiovascular risks associated with the Valsalva maneuver, it is highly recommended that forced exhalation be used during exercise at maximal levels, especially in repetitive repetitions.
(C) 2011 National Strength and Conditioning Association
DÉVELOPPEMENT
Base de connaissance existante
Lors de l’exécution d’un geste sportif, à plus forte raison en musculation lors d’un exercice avec une lourde charge, nous ne considérons souvent que le ou les groupes musculaires moteurs de ce geste.
Il s’agit là d’une importante erreur d’entraînement. En effet, un muscle ne peut se développer (en termes de force) que s’il trouve des points d’appuis. Ainsi, en prenant exemple sur les plus gros exercices (Squat, Soulevé de Terre), les muscles opérant la montée de la barre et le maintien du dos ne pourront pas faire leur travail (pas assez de force) si les abdominaux ne peuvent résister à la pression que nous impose une contraction puissante des muscles érecteurs de la colonne vertébrale.
Nous distinguons 2 mécanismes opérant dans cette logique :
- La manœuvre de Valsalva (résistance à la pression liée à un effort abdominal)
- L’apnée respiratoire (apnée absolue).
1. La manœuvre de Valsalva :
- Elle associe la fermeture de la glotte et de tous les orifices abdominaux, transformant ainsi les cavités abdominale et thoracique en une seule et même cavité hermétique, par la contraction permanente des muscles expirateurs (surtout les muscles abdominaux). Pratiquement, vous inspirez profondément, vous bloquer la glotte et vous expirer sans faire sortir l’air des poumons.
- La pression interne de cette cavité, sous l’effet de la contraction, va augmenter considérablement, la transformant en une pièce rigide. Cette rigidité a pour origine le rachis.
- Comme vous le savez certainement, une pièce rigide transmet les forces qu’on lui applique plus rapidement et plus intensément qu’une pièce semi-rigide ou pas rigide du tout. Ainsi, la cavité abdomino-thoracique transmettra les efforts sur la ceinture pelvienne et le périnée.
- D’un autre côté, les muscles érecteurs, lors de leurs contractions, augmentent la pression longitudinale au niveau des disques vertébraux. Il en résultat, par la contraction abdominale, un allègement de cette compression (forces opposées), soulageant la pression sur la colonne et libérant ainsi un peu de force pour les muscles du dos.
- Cette libération ne peut durer indéfiniment, ainsi, au cours du Squat ou du Soulevé de Terre, il se produit une augmentation de la pression abdominale qui agit en se dispersant dans 2 directions (vers le haut et vers le bas).
- De manière plus théorique, la manœuvre de Valsalva diminue le débit cardiaque de moitié et le Volume extrasystolique d’un tiers environ.
- L’augmentation de la pression intra-thoracique au cours d’une manœuvre de Valsalva est transmise par les minces parois des veines thoraciques.
- Attention, du fait que le sang veineux est sous pression relativement faible, les veines sont comprimées et le retour veineux au cœur est considérablement réduit. Cette diminution du retour veineux peut entraîner une réduction de l’irrigation cérébrale et causer des étourdissements, la vision de « points noirs » et une perte de conscience au cours d’un exercice exigeant.
2. L’apnée respiratoire :
- Cette manœuvre de Valsalva engendre automatiquement une apnée.
- Cette apnée suppose une apnée absolue (pour ne pas avoir de ‘fuite’ d’air et donc maintenir la pression de la cavité à son maximum). Mais elle entraîne des problèmes circulatoires importants (hyperpression dans le système sanguin notamment au niveau du cerveau, baisse du retour veineux au cœur, diminution de la quantité de sang contenue dans les parois alvéolaires, augmentation de la résistance dans la petite circulation…).
- Cela suppose une intégrité des muscles de la sangle abdominale et aussi la possibilité d’une fermeture de la glotte et des orifices abdominaux (pour ne pas perdre de pression).
- De plus, l’hyperpression thoraco-abdominale entraîne une dérivation de la circulation veineuse (retour par le plexus péri-rachidiens).
- Ceci entraîne une hyperpression du liquide céphalique (à l’arrière du crâne), ne pouvant se prolonger trop longtemps (donc effort brefs et intenses avec de lourdes charges).
- Une fois la glotte ré ouverte, la pression intra-thoracique et la circulation sanguine se rétablissent. Chez certaines personnes à risque (hypertendus), cette manœuvre peut être à l’origine d’accidents. Les individus qui souffrent de troubles cardiaques et vasculaires devraient s’abstenir d’exercices de force (isométrie, efforts intenses ne permettant pas une vitesse d’exécution suffisante, donc s’apparentant à de l’isométrique) et chercher plutôt à accomplir des activités musculaires rythmiques qui entretiennent le débit sanguin et n’occasionnent qu’une légère augmentation de la pression artérielle et de la charge cardiaque.
En conclusion, pour diminuer la compression au niveau des disques intervertébraux, il est important de soulever des charges le buste droit, plutôt que penché en avant (avec un porte-à-faux important), entraînant un blocage respiratoire.
Ce blocage respiratoire, qui a lieu durant l’exercice, doit être compensés par des périodes de repos actif (pour récupérer la circulation sanguine périphérique et pulmonaire normale).
Par contre, après tout ceci, il est important d’ajouter que la pression sanguine retrouve un niveau normal très rapidement, sans conséquence pour la santé (autre que l’augmentation de la masse cardiaque, non néfaste pour le sportif, mais dangereux pour le sédentaire puisque nécessitant une force de contraction du cœur plus importante).
3. Contre-indications
L’usage de la manœuvre de Valsalva est un usage dangereux (il y a de nombreux décès aux toilettes chez les personnes constipées). Elle est utilisée en musculation et notamment dans les exercices de sport sans réellement l’application (simple retenu du souffle), ce qui est moins dangereux que la manœuvre complète (expiration bloquée). En effet, la manœuvre complète peut provoquer les risques suivants :
- Accidents vasculaires
- Hémorragie cérébrale
- Perte de connaissance durant l’exercice
- Étourdissement durant l’exercice
Apport de(s) l’étude(s)
Comme nous le voyons, pour les membres inférieurs, où l’interaction muscles respiratoires/non-respiratoires est faible, il n’y a pas de différence significative lors de l’extension du genou entre l’expiration forcée et la Manœuvre de Valsalva (l’inspiration forcée est supérieure aux autres modes respiratoires) ; un léger avantage à l’expiration et inspiration forcées est présent par rapport à l’Apnée.
Pour les membres supérieurs, où l’interaction entre les muscles respiratoires et non respiratoires est importante, les travaux d’extension ou d’écartement sont meilleurs lors d’une expiration forcée par rapport à la Manœuvre de Valsalva. Une inversion s’effectue lors des mouvements de flexion ou de rapprochement des membres vers le tronc. Le surplus de force due à l’inspiration forcée n’étant majeur que lors de ces derniers exercices.
Même si des différences existent, celles-ci semblent être mineures en la Manœuvre de Valsalva et les autres modes de respirations forcées (l’écart le plus important en faveur de l’apnée étant de moins de 2,4% par rapport à l’inspiration forcée lors de l’abduction de l’épaule).
En parallèle à tout ceci, nous pouvons noter une confirmation très importante pour le travail des muscles moteurs des membres supérieurs : l’inspiration forcée lors de mouvements des muscles respiratoires semblent fournir un surplus de force (l’abduction de l’épaule faisant travailler des muscles inspirateurs en accessoire du mouvement).
Base de connaissance résultante
Contrairement à ce que prévoyait l’étude de Zatsiorsky and Kraemer (Science and Practice of Strength Training (2nd ed.). Champaign: Human Kinetics, 2006), qui a extrapolé des résultats pour des petits muscles distaux (fléchisseurs des doigts) pour en conclure une règle générale, l’avantage de force résultant de la manœuvre de Valsalva durant des efforts musculaires importants et volontaires ne semble pas exister dans la majorité des cas, hormis un avantage très faible dans quelques cas.
En mettant ces nouvelles informations en parallèle avec les risques réels et très importants de cette technique d’augmentation de force, les pratiquants et entraîneurs doivent bien réfléchir et mettre en balance les avantages et inconvénients avant de se décider.
Surtout si c’est pour la pratique du CrossFit où l’on n’a que rarement 1 répétition à faire, mais plutôt un enchaînement de répétitions où la respiration est vitale pour terminer l’effort !
En supplément de ces informations, dans l’optique de l’abandon de cette pratique à risque, nous notons une tendance à favoriser la réflexion sur l’impact du travail moteur des muscles visés dans la respiration, afin de rendre une cohérence d’usage de ces derniers notamment lors des exercices de musculations. En effet, il semble qu’un muscle accessoirement ou principalement inspirateur bénéficiera de plus de force lors d’un mouvement moteur correspondant à cette inspiration (écartement des membres supérieurs, contraction des muscles du dos, etc.). L’inverse étant également vrai pour les muscles directement ou accessoirement expirateurs.
