Un protocole d’entraînement par intervalles de haute intensité dans le monde réel pour l’amélioration de la condition physique cardiorespiratoire

Résumé

Cette étude présente un protocole d’entraînement par intervalles à haute intensité (HIIT) peu coûteux et facile à mettre en œuvre dans le « monde réel » pour la recherche scientifique et discute de son efficacité pour la forme cardiorespiratoire.

Résumé

L’entraînement par intervalles à haute intensité (HIIT) est apparu comme une approche intéressante et rapide pour augmenter l’observance de l’exercice et améliorer la santé. Cependant, peu d’études ont testé l’efficacité des protocoles HIIT dans un contexte « réel », par exemple, les protocoles HIIT conçus pour les espaces extérieurs sans équipement spécialisé. Cette étude présente un protocole d’entraînement « réel », appelé « entraînement par bip », et compare l’efficacité d’un régiment HIIT à un régiment traditionnel d’entraînement continu d’intensité modérée (MICT) de longue durée utilisant ce protocole d’entraînement sonore sur VO₂ max d’hommes non entraînés en surpoids. Vingt-deux sujets ont effectué de la course à pied en plein air avec MICT (n = 11) ou HIIT (n = 11). La condition cardiorespiratoire a été évaluée avant et après les protocoles d’entraînement à l’aide d’un analyseur métabolique. Les deux protocoles d’entraînement ont été effectués 3 jours par semaine pendant 8 semaines en utilisant les résultats du test sonore. Le groupe MICT a effectué le programme d’exercices à 60% à 75% de la vitesse maximale de l’essai de navette de 20 m (Vmax) et avec une progression de la distance de 3 500 à 5 000 m. Le groupe HIIT a effectué l’exercice par intervalles avec 7 à 10 épisodes de 200 m à 85% à 100% de la vitesse maximale du test de navette de 20 m (Vmax), entrecoupé de 1 minute de récupération passive. Bien que le groupe HIIT ait présenté un volume d’entraînement significativement inférieur à celui du groupe MICT (p < 0,05) après 8 semaines d’entraînement au bip, le HIIT était supérieur au MICT pour améliorer la VO₂ max (MICT: ~ 4,1%; HIIT: ~ 7,3%; p < 0,05). Le régiment HIIT du « monde réel » basé sur le protocole d’entraînement au bip est un protocole rapide, peu coûteux et facile à mettre en œuvre pour les hommes non entraînés en surpoids.

Introduction

Des preuves solides ont montré que l’entraînement par intervalles de haute intensité (HIIT) induit des adaptations physiologiques positives similaires, voire supérieures, à celles d’un entraînement continu d’intensité modérée (MICT) traditionnel de longue ^durée1,2,3. Une séance hiit est composée de courtes périodes d’exercice de haute intensité entrecoupées d’exercices de faible intensité (récupération active) ou de repos (récupération passive). Alors qu’une séance quotidienne avec un protocole MICT dure de 30 à 60 minutes, en moyenne, une session quotidienne avec HIIT peut prendre la moitié du temps ou moins d’une session MICT. Ensuite, étant donné que les personnes sédentaires ont indiqué que le manque de temps était le principal obstacle à la participation à un programme d’exercice physique régulier⁴, le HIIT peut être une approche intéressante et rapide pour augmenter l’observance de l’exercice et améliorer la santé⁵.

Cependant, malgré les preuves croissantes soulignant les avantages pour la santé du HIIT, la plupart des études ont conçu des protocoles HIIT pour des environnements de laboratoire bien contrôlés utilisant des équipements spécialisés à coût élevé, tels que des tapis roulants et des ergomètres de cycle. Au cours des 5 dernières années, certaines études ont souligné l’importance de nouvelles études confirmant les avantages pour la santé du HIIT en utilisant des protocoles d’exercice pour le monde réel, par exemple, les protocoles HIIT effectués dans des espaces extérieurs sans équipement spécialisé⁶. Cependant, la difficulté de concevoir des études bien contrôlées pour tester les protocoles HIIT dans des environnements non laboratoires a été le principal défi pour les chercheurs dans ce domaine.

En réponse à ce défi, un protocole HIIT du monde réel a été développé ici pour la recherche scientifique et son efficacité dans la condition cardiorespiratoire a été testée. Un protocole d’entraînement a été élaboré à l’aide du test de navette proposé par Léger et ^al.7 (appelé Beep Training), et les effets des régiments HIIT et MICT basés sur cet entraînement au bip sur VO₂ max ont été comparés chez les hommes non entraînés en surpoids. Brièvement, bien que la durée des séances quotidiennes avec HIIT était près de la moitié de la durée du protocole MICT, l’entraînement au bip avec HIIT était supérieur à l’entraînement au bip avec MICT en augmentant la VO₂ max. Ainsi, l’entraînement par bip avec HIIT est une approche efficace en termes de temps et réalisable pour améliorer la condition cardiorespiratoire chez les personnes apparemment en surpoids / obèses en bonne santé. De plus, les gens en général peuvent facilement pratiquer le protocole d’entraînement par bip car il s’agit d’un entraînement physique peu coûteux et facile à mettre en œuvre dans un scénario réel.

Protocole

Cette étude a été approuvée par le Comité d’éthique et de recherche de l’Université fédérale de Jequitinhonha et des vallées de Mucuri. Tous les participants ont été informés des objectifs de l’étude et des procédures expérimentales de l’étude et ont signé un formulaire de consentement éclairé écrit avant leur participation.

1. Conception expérimentale

1. Sélectionner les personnes qui répondent aux critères d’inclusion : les personnes en bonne santé non fumeuses âgées de 30 à 50 ans avec un indice de masse corporelle (IMC) de ≥25 kg·^m-2 et une consommation maximale d’oxygène inférieure à 50 mL O₂·^kg-1·^min-1 et les engager dans des exercices physiques réguliers pas plus de 2 jours par semaine au cours des 3 derniers mois.
2. Appliquez le questionnaire de préparation à l’activité physique (PARq)⁸ pour stratifier les signes ou les symptômes d’une maladie cardiovasculaire, métabolique ou de toute autre condition qui entrave la pratique de l’exercice physique.
3. Associez les participants d’abord par IMC et ensuite par absorption maximale d’oxygène (VO₂ max), et divisez-les aléatoirement en l’un des deux groupes, le groupe d’entraînement continu d’intensité modérée (MICT; n = 11) et le groupe d’entraînement par intervalles de haute intensité (HIIT; n = 11).
4. Exécutez le protocole MICT ou HIIT (Figure 1).
5. Enregistrez le VO₂ max avant et après les protocoles d’entraînement physique.

2. Test VO₂ max (protocole Ramp)

1. Familiarisez les participants avec le tapis roulant et l’embout buccal utilisé sur l’analyseur métabolique pendant au moins 24 heures avant le test.
2. Calibrez l’analyseur métabolique selon les recommandations des fabricants.
3. Utilisez un moniteur de fréquence cardiaque pour mesurer la fréquence cardiaque des participants.
4. Placez l’embout buccal unilatéral non respirant sur le patient en veillant à couvrir complètement la bouche et le nez du participant.
5. Utilisez le niveau d’activité physique du sujet pour programmer la vitesse et le degré d’équivalent métabolique maximal (MET) incréments⁹.
6. Allumez le tapis roulant, sélectionnez le protocole Ramp et entrez le niveau d’activité physique du sujet (c.-à-d. LE MET maximal estimé).
7. Appuyez sur ON pour démarrer le protocole Ramp, qui commence par un échauffement de 3 min à 5 km/h.
   NOTE: Le protocole de rampe estime la progression du test en fonction du niveau d’activité physique du sujet informé et calcule une durée de test d’exercice comprise entre 8 et 12 min.
8. Enregistrez la fréquence cardiaque (HR) et l’évaluation de l’effort perçu (EPR) à l’aide de l’échelle de Borg 6-20 toutes les minutes du test.
9. Considérez que la VO₂ max est atteinte lorsque tous les critères suivants sont remplis : taux de change respiratoire (TCER) supérieur à 1,10 ; HR supérieure à 95 % de la HR maximale prévue pour l’âge (220 ans); et RPE égal ou supérieur à 18.
10. Ramenez la vitesse du tapis roulant à 5 km/h (valeur d’échauffement) et restez sur le tapis roulant pendant 3 minutes supplémentaires.
11. Éteignez le tapis roulant et retirez l’embout buccal du participant.

3. Test sonore (Léger et ^al.7)

1. Choisissez une surface plane qui permet de placer deux cônes avec 20 m de la distance entre eux.
2. Orienter les participants pour qu’ils courent 20 m (marqués par des cônes) dans une période prédéterminée signalée par un bip sonore produit par un logiciel spécifique développé pour ce test.
3. Réglez l’équipement audio connecté à l’ordinateur avec le logiciel.
4. Familiarisez les participants avec le test.
5. Démarrez le test.
   REMARQUE: Le logiciel Beep Test réduit automatiquement la synchronisation du bip sonore de sorte que la vitesse de course augmente de 0,5 km / h pour chaque étape du test.
6. Terminez l’essai lorsque le volontaire ne peut plus terminer la course de 20 m dans le délai stipulé par le bip sonore.

4. Protocoles de formation

NOTE : Le tableau 1 résume la progression des protocoles d’exercices (MICT et HIIT) au cours des 8 semaines d’entraînement.

1. Protocole MICT
   1. Orientez chaque participant pour maintenir la vitesse de course pendant les séances d’exercice en fonction du GPS du moniteur de fréquence cardiaque.
   2. Demandez aux participants de compléter un échauffement de 5 minutes en effectuant des étirements dynamiques et en marchant avant chaque séance d’exercice.
   3. Mettez un moniteur de fréquence cardiaque (HR) équipé d’un suivi GPS avant chaque séance d’exercice.
   4. Commencez la séance d’exercice.
   5. Demandez aux participants de maintenir une vitesse et une distance correctes en vérifiant périodiquement la vitesse et la distance de l’horloge sur le moniteur de fréquence cardiaque.
   6. Entraînez les participants pendant 2 semaines, trois fois par semaine (lundi, mercredi et vendredi), une fois par jour à 60% de la vitesse maximale individuelle atteinte lors du test de 20 m (Vmax), couvrant une distance de 3 500 m par session la première semaine et de 4 000 m par session la deuxième semaine.
   7. Entraînez les participants pendant 4 semaines, trois fois par semaine (lundi, mercredi et vendredi), une fois par jour à 65% de Vmax, couvrant une distance de 4 000 m par session la troisième semaine, 4 500 m par session la quatrième et cinquième semaine et 5 000 m par session la sixième semaine.
   8. Entraînez les participants pendant 1 semaine, trois fois par semaine (lundi, mercredi et vendredi), une fois par jour à 70% de Vmax, couvrant une distance de 5 000 m par session au cours de la septième semaine.
   9. Entraînez les participants pendant 1 semaine, trois fois par semaine (lundi, mercredi et vendredi), une fois par jour à 75% de Vmax, couvrant une distance de 5 000 m par session au cours de la huitième semaine.
   10. Entraînez les participants à 70% de Vmax, couvrant une distance quotidienne de 5 000 m la septième semaine.
   11. Entraînez les participants à 75% de Vmax, couvrant une distance quotidienne de 5 000 m la huitième semaine.
   12. Entraînez le groupe MICT le matin ou l’après-midi.
   13. Transférez les données enregistrées par le moniteur HR vers un ordinateur après chaque séance d’exercice pour vérifier si la distance et la vitesse de course prescrites ont été atteintes.
   14. Exclure les participants qui ne terminent pas toutes les séances d’entraînement de la semaine.
   15. Analyser les données pour s’assurer que chaque participant effectue le régime d’entraînement respectif en fonction de la distance et de la vitesse prescrites.
2. Protocole HIIT
   1. Calculez l’intervalle de temps entre les bips tous les 20 m en fonction de la Vmax% prescrite pour chaque séance d’exercice.
   2. Ouvrez le logiciel Sound Forge PRO.
   3. Entrez les informations telles que le nombre de secondes pendant lesquelles le bip doit tirer, le nombre de fois que les prises de vue doivent avoir lieu pour terminer chaque sprint d’exercice et la période d’intervalle entre les sprints (correspondant à la récupération passive).
   4. Téléchargez les fichiers audio individuels au format MP3.
   5. Envoyez le fichier sonore sonore au téléphone portable de chaque participant.
   6. Marquez une voie avec des cônes tous les 20 m.
   7. Demandez au participant de suivre la commande des bips sonores (en les écoutant au casque), en guidant le moment exact où chaque sujet doit atteindre le cône (placé tous les 20 m de distance).
   8. Demandez aux participants de compléter un échauffement de 5 minutes en effectuant des étirements dynamiques et en marchant avant chaque séance d’exercice.
   9. Mettez un moniteur de fréquence cardiaque (HR) équipé d’un suivi GPS avant chaque séance d’exercice.
   10. Commencez la séance d’exercice.
   11. Entraînez les participants avec sept sprints (première semaine) et huit sprints (deuxième semaine) de 200 m à 85% de Vmax, entrecoupés de 1 min de récupération passive entre les sprints.
   12. Entraînez les participants avec huit sprints (troisième semaine), neuf sprints (quatrième et cinquième semaine) et 10 sprints (sixième semaine) de 200 m à 90% de Vmax, entrecoupés de 1 min de récupération passive.
   13. Entraînez les participants avec 10 sprints (septième semaine) de 200 m à 95% de Vmax entrecoupés de 1 min de récupération passive.
   14. Entraînez les participants avec 10 sprints (huitième semaine) de 200 m à 100% de Vmax entrecoupés de 1 min de récupération passive.
   15. Entraînez le groupe HIIT une fois par jour, trois fois par semaine (lundi, mercredi et vendredi) le matin ou l’après-midi.
   16. Transférez les données enregistrées par le moniteur RH vers un ordinateur après chaque séance d’exercice.
   17. Exclure les participants qui ne terminent pas toutes les séances d’entraînement de la semaine.
   18. Analyser les données pour s’assurer que chaque participant effectue le régime d’entraînement respectif en fonction de la distance et de la vitesse prescrites.

5. Analyse statistique

1. Exprimer toutes les données en tant que moyenne ± écart-type.
2. Vérifiez la normalité des données à l’aide du test shapiro-wilk.
3. Analyser les données à l’aide d’une ou deux ANOVA bidirectionnelles suivies du test post-hoc de Tukey; fixer le niveau de signification à 5 %.

Résultats

Le tableau 1 présente des données sur la distance, la vitesse, le temps de repos, la durée de la séance et la fréquence cardiaque moyenne des groupes HIIT et MICT. Au cours des 8 semaines d’entraînement au bip, la distance et la durée de course étaient plus élevées dans le mict que dans le groupe HIIT (p < 0,05), tandis que la vitesse de course et la fréquence cardiaque étaient plus élevées dans le groupe HIIT que dans le groupe MICT (p < 0,05). Ces données confirment les principales dif...

Discussion

Le HIIT est devenu une alternative rapide au MICT traditionnel. Cette étude présente un protocole HIIT peu coûteux et facile à mettre en œuvre pour un contexte réel. La plupart des études ont prouvé les avantages pour la santé du HIIT en utilisant des protocoles HIIT en laboratoire ^6,10 et, récemment, peu d’études ont étudié les effets des protocoles HIIT du monde réel chez les personnes en surpoids non formées^10,14

matériels

Name	Company	Catalog Number	Comments
Beep Test software	Bitworks	N/A	version 2.0
Exercise Physiology Measurement & Analysis System	ADI INSTRUMENT	PL3508B80	PowerLab 8/35 and LabChart Pro software (which includes the Metabolic Module for calculating metabolic parameters such as VCO2, VO2, respiratory exchange ratio (RER) and minute ventilation) Bio Amp Gas Analyzer Gas Mixing Chamber Spirometer Thermistor Pod Exercise Physiology Accessory Kit
GraphPad Software	GraphPad Prism	N/A	version 7.00
Heart Rate monitor	Polar	N/A	RS800 Running Computer: The running computer displays and records your heartrate and other exercise data during exercise. 2. Polar WearLink W.I.N.D. transmitter: The transmitter sends the heart rate signal to the running computer. The transmitterconsists of a connector and a strap.
Sound Forge PRO software	Sound Forge	N/A	version 14.00
Treadmill	IMBRASPORT	N/A	Speed from 0 to 24 km/h. Elevation from 0 to 26%. Weight capacity for users up to 220 kg. 4 hp motor (220 v). Automatic lubrication system. With Safety Key and Emergency Stop Button. Runs 14 preset protocols: Bruce, Modified Bruce, mini Bruce, Naughton Ellestad, Balke, Balke-Ware, Astrand, Cooper, Kattus, Male Mader, Female Mader, Stanford and Modified Stanford. Run RAMP PROTOCOL.