Différents programmes physiques d'entraînement (aérobie, résistance ou mixte) affectent les réponses physiologiques (TRAINING2014) (TRAINING2014)

L'étude du couplage cardiovasculaire et cardiorespiratoire (CVRC) est un sujet brûlant dans la littérature médicale visant à reconnaître les synergies présentes dans une physiologie saine [7, 8]. Plusieurs effets comme le vieillissement [9], les maladies [8] ou les interventions sur l'état mental [10] sur le couplage cardiorespiratoire ont été étudiés, cependant, malgré son intérêt potentiel, il n'existe pas d'études sur les effets des programmes d'entraînement et de désentraînement.

Deux principaux types de programmes d'entraînement (aérobie-AT et résistance-RT) ont été largement étudiés en raison de leurs effets physiologiques importants et différents [11]. Son association (AT+RT), a été récemment préconisée à des fins sanitaires pour des types de population étendus [12-14].

Les effets physiologiques des programmes d'entraînement aérobie ont été traditionnellement évalués par la réserve cardiorespiratoire et la détection des variables maximales ou seuils du sous-système [1]. En tant que système adaptatif complexe (SAC), l'organisme humain agit comme un tout indivisible et intégré qui ne peut être réduit à la somme des fonctions de ses sous-systèmes [2]. Dans ce CAS, les sous-systèmes cardiovasculaire et cardiorespiratoire sont interdépendants et interagissent de manière dynamique et non linéaire, c'est-à-dire non proportionnelle, ce qui nécessite d'être approché par des modèles non linéaires [3], l'étude des séries temporelles et des méthodologies des systèmes complexes (CS) [4 ]. Comme le CAS entre dans chaque nouvelle situation avec un ensemble existant de capacités [5] et échange en permanence des informations avec son environnement, son comportement est unique et inattendu à court terme (semaines, mois) [6], la durée habituelle des programmes de formation communs .

Afin d'étudier les couplages et la coordination entre plusieurs variables dans CAS, les approches CS proposent la détection des paramètres dits d'ordre, variables collectives ou de coordination, car ils capturent l'ordre ou la coordination du système [3, 15]. L'analyse en composantes principales (PC) est une technique statistique courante qui a été utilisée pour reconnaître de telles variables de coordination dans un vaste domaine de domaines de recherche biologique tels que : le contrôle moteur [16], la dynamique cérébrale [17], la réplication de l'ADN [18] ou les protéines. pliage [19]. L'analyse PC réduit la dimension des données des systèmes fortement couplés en extrayant le plus petit nombre de composants qui expliquent la majeure partie de la variation dans les données multivariées d'origine et les résument avec peu de perte d'informations. Les PC sont extraits par ordre décroissant d'importance de sorte que le premier PC représente le plus de variation possible et que chaque composante successive en compte un peu moins [20]. Le nombre de PC reflète la dimensionnalité du système, étant une diminution du nombre de PC indiquant un couplage majeur (moins de dimensions) et vice-versa. Le nombre de PC change lorsque le système subit un changement non linéaire, c'est-à-dire une reconfiguration qualitative ou coordinative. La technique PC appliquée aux variables cinématiques a été utilisée avec succès pour étudier les effets des processus d'apprentissage moteur [16], mais n'a pas encore été appliquée pour étudier les effets de l'entraînement sur les variables physiologiques.

Le but de cette recherche était d'étudier les changements dimensionnels du CVCRC avant et après une période de 6 semaines de différentes modalités d'entraînement (AT, RT et AT+RT) et 3 semaines après le désentraînement chez de jeunes hommes en bonne santé.

Matériel et Méthodes Participants. Pour déterminer la taille de l'échantillon, une analyse de puissance a été effectuée. En utilisant une taille d'effet de d = 0,80, alpha < 0,05, puissance (1 - bêta) = .95, avec trois fenêtres répétées, nous avons estimé une taille d'échantillon = 32 [21]. Trente-deux hommes physiquement actifs en bonne santé, étudiants en éducation physique (âge 21,2 ± 2,4 ans, taille de 177,1 ± 0,66 cm, masse corporelle moyenne de 71,0 ± 5,1 kg et indice de masse corporelle moyen de 22,6 ± 1,7 kg·m-2) sans spécialisation sportive, mais engagés dans un large éventail d'activités aérobiques au moins trois fois par semaine se sont portés volontaires pour participer à cette étude. Après les tests de base, ils ont été répartis en quatre groupes randomisés pour les 6 semaines d'entraînement : aérobie (AT), résistance (RT), aérobie + résistance (AT+RT) et contrôle (C).

Procédure. Les participants ont rempli un questionnaire médical standard pour confirmer leur état de santé et ont signé un formulaire de consentement éclairé. Toutes les procédures expérimentales ont été approuvées par le comité local de bioéthique et ont été réalisées conformément aux directives éthiques énoncées dans la déclaration d'Helsinki. Après les tests cardiorespiratoires de base et les tests de force et de puissance maximales (voir ci-dessous), ils ont suivi 3 fois par semaine leur programme d'entraînement spécifique assigné :

1. Groupe AT (n = 8) : ils ont pédalé 60 min à 60 % de leur charge de travail maximale individuelle (60 % Wmax). Cette charge de travail était augmentée de 5 % par semaine, sauf si le participant était incapable de maintenir le rythme tout au long de la séance. La fréquence cardiaque a été surveillée pendant toutes les séances.
2. Groupe RT (n = 8) : ils ont effectué deux fois un circuit de force de 30 min[14]. Quarante pour cent du 1RM pour le haut du corps (c'est-à-dire, squat, développé des pectoraux, développé des épaules, extension des triceps, flexion des biceps, abaissement [haut du dos]) et 60 % pour le bas du corps (extension des quadriceps, développé des jambes, curls [ischio-jambiers] et élévation du mollet) ont été utilisés comme poids de départ. Ils ont permis aux participants un maximum de 12 répétitions qui comprenaient un mouvement lent contrôlé (2s vers le haut et 4s vers le bas). La période de repos entre les exercices était de 2 min. Les charges de travail ont été ajustées chaque semaine, la résistance étant augmentée au besoin (généralement de 5 à 10 %) si le participant était capable de soulever le poids confortablement (c'est-à-dire plus de 12 répétitions).
3. Groupe AT+RT (n = 8) : ils ont pédalé à 60% Wmax pendant 30 min et effectué une fois le circuit de force (comme groupe R).
4. Groupe C (n = 8) : ont poursuivi leurs activités habituelles, sans formation particulière.

Tests cardiorespiratoires. Le test de cycle incrémental (Excalibur, Lode, Groningen, Pays-Bas) a commencé à 0 W et la charge de travail a augmenté de 20 W/min jusqu'à ce que les participants épuisés ne puissent pas maintenir la fréquence de cycle prescrite de 70 rpm pendant plus de 5 secondes consécutives. Tous les tests ont été effectués dans un laboratoire bien ventilé ; la température de la pièce était de 23 ºC et l'humidité relative de 48 %, avec des variations ne dépassant pas 1 ºC de température et 10 % d'humidité relative. Pendant le test, les sujets ont respiré à travers une valve (Hans Rudolph 2700, Kansas City, MO, USA) et l'échange de gaz respiratoire a été déterminé à l'aide d'un système automatisé en circuit ouvert (Metasys, Brainware, La Valette, France). La teneur en oxygène et en CO2 et le débit d'air ont été enregistrés respiration par respiration. Avant chaque essai, le système a été calibré avec un mélange d'O2 et de CO2 de composition connue (O2 15%, CO2 5%, N2 équilibré) (Carburos Metálicos, Barcelone, Espagne) et avec de l'air ambiant. Les informations hémodynamiques des participants ont été déterminées à l'aide d'une technologie de brassard non invasive (Nexfin, BMEYE Amsterdam, Pays-Bas). L'appareil Nexfin fournit une surveillance continue de la pression artérielle (TA) à partir de la forme d'onde de pression pulsée résultante et calcule : la pression artérielle systolique et diastolique (SBP et DBP). Les participants ont été connectés en enroulant un brassard gonflable autour de la phalange médiane du doigt. La pulsation de l'artère du doigt est «fixée» à un volume constant par l'application d'un changement de pression équivalent par rapport à la pression artérielle, ce qui entraîne une forme d'onde de la pression (méthode du volume de serrage). L'électrocardiogramme (ECG) a été surveillé en continu (systèmes DMS, émetteur et récepteur ECG Bluetooth sans fil DMS-BTT, logiciel DMS version 4.0, Pékin, Chine). Les tests ont été effectués au moins 3 heures après un repas léger et les participants ont reçu pour instruction de ne pratiquer aucune activité physique vigoureuse pendant 72 heures avant le test. Les participants ont répété ce test après 6 semaines d'entraînement et après 3 semaines de désentraînement.

Essais de résistance et de puissance maximales. La force maximale et la puissance maximale des membres supérieurs et inférieurs, respectivement, ont été mesurées (Musclelab Power System, Porsgruun, Norvège) chez chaque participant. Estimation de 1 RM-chest press et 1RM-squat basés sur des charges sous-maximales ont été calculés. Dans l'exercice de presse pectorale, la charge a commencé avec 25 kg et s'est poursuivie avec 35 kg, 45 kg, 55 kg, 65 kg, etc. et dans l'exercice de squat, ils ont commencé avec 45 kg et ont continué avec 65 kg, 85 kg, 105 kg. , etc. jusqu'à ce qu'ils ne puissent plus effectuer 1 répétition. Sur la base de ces résultats, le 1RM maximal a été enregistré et le graphique de la relation force/vitesse a été tracé pour déterminer la puissance maximale.

Tous les tests d'effort ont été effectués au moins 3 heures après un repas léger et les participants ont reçu pour instruction de ne pratiquer aucune activité physique vigoureuse pendant 72 heures avant le test. Les participants ont répété ces tests après 6 semaines d'entraînement et après 3 semaines de désentraînement.

Analyse des données Les valeurs maximales suivantes des performances et des variables cardiorespiratoires ont été enregistrées au cours des tests : charge de travail maximale en vélo (Wmax), consommation maximale d'oxygène (VO2 max), ventilation expiratoire maximale par minute (VE max), fréquence cardiaque maximale (HR max), maximum 1RM-squat et maximum 1RM-poitrine. Les moyennes de groupe dans les différentes conditions ont été comparées à l'aide du Friedman non paramétrique.

Une analyse PC de la série chronologique des variables cardiorespiratoires sélectionnées suivantes : fraction expirée d'O2 (FeO2), fraction expirée de CO2 (FeCO2), ventilation (VE), pression artérielle systolique (PAS), pression artérielle diastolique (PAD) et fréquence cardiaque (HR) a été réalisée pour obtenir des informations sur le CVCRC chez chaque participant. La médiane du coefficient de congruence PC1 a été obtenue dans chaque groupe et condition (avant, après entraînement et désentraînement). L'hypothèse nulle d'une médiane de congruence PC constante sur le groupe témoin et les groupes d'entraînement a été testée par Kruskal-Wallis non paramétrique. L'analyse du test de paires appariées Mann Whitney U a également été effectuée pour évaluer les différences statistiquement significatives entre chaque couple de conditions différentes. Les tailles d'effet (d de Cohen) ont été calculées pour démontrer l'ampleur des différences entre les médianes standardisées lorsque les effets atteignaient p < 0,05 niveau.