HIIT en milieu scolaire et effets dose-réponse (PEER-HEART)

I. Contexte La prévalence du surpoids et de l'obésité est bien documentée dans la littérature. Cela s'applique aussi bien aux adultes qu'aux personnes âgées, mais aussi, de plus en plus, aux enfants et aux jeunes d'âge scolaire. À l’instar du tissu adipeux, le pourcentage de jeunes présentant une tension artérielle élevée augmente constamment. De plus, les enfants et les adolescents diminuent régulièrement leur efficacité physique. Toutes ces caractéristiques servent d’indicateurs de la santé globale, définie comme la condition physique liée à la santé (HRF). Les mesures représentent le potentiel de santé que les adolescents apportent à l'âge adulte, ce qui est étroitement lié à leur fonctionnement efficace dans la vie familiale et professionnelle.

Dans la lutte contre les maladies liées au mode de vie à l’adolescence, on observe une tendance croissante à mettre en œuvre des efforts intenses à court terme. Les preuves de nombreuses études confirment l'efficacité de l'entraînement fractionné à haute intensité (HIIT) pour réduire le poids corporel, améliorer l'indice de masse corporelle (IMC), réduire la graisse corporelle et abaisser la tension artérielle au repos. En raison de la réticence des enfants et des adolescents à pratiquer une activité physique pendant leurs loisirs, on observe une mise en œuvre systémique croissante du HIIT dans les cours d’éducation physique afin de garantir une activité physique généralisée parmi les élèves.

Un autre problème est le manque de réponse à l'exercice chez certaines personnes (appelées non-répondeurs). Il existe peu d'études qui tentent de trouver la dose d'exercice optimale pour susciter une réponse chez le plus grand nombre de participants possible, idéalement chez tous les participants (relation dose-réponse). Cependant, l’efficacité de l’entraînement en fonction de la durée de l’exercice et des intervalles de repos, du type d’exercices (endurance, résistance, etc.) et de l’intensité de l’exercice est encore inconnue.

II. Objectifs du projet de recherche

Les objectifs de cette recherche sont donc doubles :

1. étudier l'efficacité de différentes formes d'exercices fractionnés intenses et à court terme pour réduire la graisse corporelle et la tension artérielle au repos, ainsi que pour améliorer l'endurance physique aérobie et anaérobie ;
2. après avoir identifié les non-répondeurs et appliqué des procédures dose-réponse, pour développer des modifications au programme HIIT standard et vérifier l'efficacité de ces modifications pour induire les changements positifs susmentionnés.

Hypothèse 1. L'entraînement d'intervention de haute intensité, pratiqué systématiquement pendant les cours d'activité physique réguliers, affectera la composition corporelle en réduisant la graisse corporelle (par l'augmentation des processus d'oxydation des graisses dus à des exercices très intensifs) et améliorera les proportions de graisse par rapport à la masse musculaire. Chez les participants du groupe expérimental présentant une pression artérielle élevée, on observera des améliorations de la pression artérielle liées à plusieurs réactions physiologiques cardiovasculaires. Troisièmement, un entraînement physique intensif par intervalles de courte durée améliorera la condition cardiorespiratoire.

Hypothèse 2. Il existe une fréquence de participants qui ne bénéficieront pas des différents résultats du programme d'intervention.

Hypothèse 3. Les programmes d'intervention HIIT, adaptés individuellement aux personnes non réactives, incluant différents déterminants, induisent les changements attendus dans les résultats mentionnés ci-dessus.

III. Conception de la recherche et plan de travail Ce projet est longitudinal, prévu sur deux années d'études. Les deux années, appelées cycles, sont des essais randomisés en grappes (en d'autres termes, des essais randomisés en groupe, dans lesquels les participants à la recherche ne sont pas affectés à l'intervention de manière indépendante, mais en tant que groupe.

Chaque cycle de l'étude comporte deux parties. La première partie (appelée Common-HIIT) comporte deux volets : expérimental et contrôle, tandis que la deuxième partie (appelée Dose-Réponse) comporte quatre volets : deux expérimentaux et deux de contrôle.

Un échantillonnage aléatoire simple sans remise est utilisé pour classer les classes comme expérimentales et témoins. La base de sondage est la liste des classes avec des identifiants spécifiques à chaque école (ex. 1a, 1b, 2a, etc.). Le processus de randomisation est effectué par les enquêteurs de cette étude en utilisant une bibliothèque spécifique en langage R.

Le projet recrute deux types de groupes d'élèves : expérimental (EG) - environ 4 classes dans chaque école, et contrôle (CG) - environ 4 classes dans chaque école. Dans la partie Common-HIIT, EG effectue des interventions d'entraînement physique, tandis que CG ne participe qu'aux cours typiques d'EPS. Dans la partie dose-réponse, les non-répondeurs (identifiés comme les personnes qui ne bénéficieront pas des effets lors de la première partie) seront répartis au hasard (la même procédure que dans la première partie) en groupe expérimental (NRs-E) et groupe témoin (NRs-E). C), tandis que les répondeurs (identifiés comme les personnes qui bénéficieront des effets lors de la première partie) seront également répartis au hasard (la même procédure que dans la première partie) en groupe expérimental (Rs-E) et témoin (Rs-C).

Dans la partie Common-HIIT, tous les participants sont examinés lors des mesures pré-intervention, post-intervention et de suivi. Tandis que, dans la partie dose-réponse, ils sont examinés deux fois : intervention dose-réponse pré-intervention et post-intervention.

IV. Méthodologie de recherche IV.1 Caractéristiques du sujet. La taille de l'échantillon a été calculée sur la base d'études pilotes utilisant G*Power v. 3.1, ce qui a donné une taille d'échantillon minimale de 310 individus (avec une marge d'abandon de 5 %). L'étude implique des élèves de première et quatrième années, qui participent respectivement à des projets de premier et deuxième cycles. Deux lycées de la ville de Wrocław ont été sélectionnés pour l'étude. Les participants sont séparés en groupes de sexe, ce qui est lié aux règles des écoles.

IV.2. Procédures d'intervention. La conception utilisait un programme d'étude en groupe parallèle (2 écoles) avec trois répétitions. Dans chaque école, une forme d'intervention différente basée généralement sur les principes du programme HIIT sera mise en œuvre. Dans une école, une variante classique est prévue, tandis que dans l'autre, une variante utilisant un mécanisme pliométrique est prévue.

Le projet utilise une intervention intensive d'exercices intermittents. Dans une école, un programme standard est prévu, dans l'autre une modification impliquant une forme d'exercice pliométrique. Le programme fractionné de haute intensité choisi est très utile en milieu scolaire en raison de sa simplicité de mise en œuvre et de sa courte durée. Il peut être facilement mis en œuvre dans une leçon sans interférer fortement avec le déroulement de la leçon et l'accomplissement des tâches pédagogiques de l'enseignant. Lors de l'intervention, 8 séries d'exercices de 20 secondes et un repos de 10 secondes sont effectués.

La durée totale est de 4 minutes. L'essentiel est d'effectuer l'exercice avec une intensité de 90 à 100 % de l'effort maximum. La courte durée et la possibilité d'utiliser différentes formes d'exercice le rendent attrayant aux yeux des participants et ont un effet positif sur la motivation à faire de l'exercice. Dans la première partie de l'étude, quelles que soient les formes d'exercice mises en œuvre dans les deux écoles, un programme d'intervention HIIT standard sera utilisé. La partie intervention sera précédée d'un échauffement standard de 10 minutes avant la séance. Les participants se lanceront ensuite dans le programme principal et effectueront un travail intense d'une durée de 20 secondes et un intervalle de repos de 10 secondes. Au cours des quatre premières semaines, ils réaliseront entre quatre et six séries, dans le but de réaliser un cycle complet de huit séries au cours des quatre semaines suivantes. Une fois que toutes les séries d’un cycle donné sont terminées, il y aura une période de repos de 5 minutes. L’enseignant passera ensuite aux tâches pédagogiques planifiées dérivées du programme de base.

Atteindre la bonne intensité d’exercice est un facteur essentiel dans les interventions de type HIIT. Cependant, étant donné que l'intervention se déroulera en milieu scolaire, il a été supposé que les participants maintiendraient un effort d'au moins 80 % de FCmax, tout au long de la période de 8 semaines. La fréquence cardiaque sera mesurée avec les bracelets Polar Verity Sense. L'enseignant contrôle en temps réel et motive l'effort de l'élève à mesure que l'intensité diminue.

Dans la deuxième partie de la recherche, des modifications d'intervention seront introduites pour modifier les doses de stimulation des programmes. Les détails de la conception de ces modifications seront dérivés des résultats obtenus dans la première partie de la recherche. Les proportions de travail et de repos, la structure et/ou la forme des exercices seront ensuite modifiées. Les personnes non réactives (qui n'ont pas répondu à l'exercice dans la première partie en abaissant leur masse grasse et/ou leur tension artérielle et/ou en améliorant leurs performances physiques) et celles qui ne parviennent pas à maintenir un effet sur une période de 8 semaines seront répartis en sous-groupes dans lesquels ils seront formés selon une modification appropriée. en sous-groupes où la formation sera modifiée en conséquence.

Les valeurs de fréquence cardiaque formant une série temporelle seront stockées dans l'application et exportées vers une base de données à la fin du projet. Ces résultats seront rassemblés avec les mesures et les données d'enquête et utilisés pour des analyses détaillées.

IV. 3. Mesures. Des mesures sont prévues dans trois domaines : performances morphologiques, cardiovasculaires et physiques. Des mesures des caractéristiques morphologiques de base seront effectuées. La taille du corps sera mesurée à l'aide d'un anthropomètre avec une précision de 0,1 cm (GPM Anthropological Instruments). Le poids corporel sera mesuré sur une balance électronique (appareil de composition corporelle) avec une précision de 0,1 kg. La composition corporelle sera également mesurée. L'appareil de composition corporelle utilise la méthode d'impédance bioélectrique. La masse grasse, la masse musculaire et l'eau seront mesurées. Sur la base des caractéristiques morphologiques et de la composition corporelle mesurées, sont calculés les indicateurs suivants : masse corporelle relative (IMC), masse grasse relative (FMI), masse musculaire relative (SMI) et rapport muscle/graisse (MMI), muscle/graisse. rapport (MFR).

Les caractéristiques hémodynamiques de la circulation sanguine seront déterminées par des mesures au repos de la pression artérielle systolique et diastolique et de la fréquence cardiaque. Un tensiomètre électronique au bras sera utilisé. Pour mesurer la capacité physique aérobie et anaérobie, des tests de population sont prévus (respectivement un parcours de navette à plusieurs niveaux, appelé test sonore).

Les mesures seront complétées par la collecte de données d'enquête. Ces données seront les variables d’accompagnement dans les analyses détaillées et approfondies. Les enquêtes suivantes sont prévues : la situation économique et sociale des familles des élèves (échelle FAS), l'activité physique (questionnaire long IPAQ) et la fréquence des prises alimentaires (questionnaire KomPAN). De plus, après chaque unité de cours, les étudiants rempliront des questionnaires avec l'échelle de sensation subjective de fatigue (RPE) et l'échelle d'attractivité de la leçon (PACES).

V. Analyse statistique Les distributions des données collectées seront évaluées. Selon le type de distribution, des méthodes paramétriques et non paramétriques seront appliquées. Dans les procédures exploratoires multivariées, les données ne répondant pas à la condition de normalité de distribution seront transformées et mises à l'échelle. Des comparaisons entre plusieurs groupes avec des mesures répétées (MANOVA/ANOVA d'effets mixtes), un examen des corrélations (analyse de régression dans des modèles mixtes), un examen des similitudes (analyses groupées) et une cooccurrence (analyses de correspondance) sont supposés.

Pour les analyses de relations dose-réponse, il est prévu d'utiliser la régression linéaire simple, la régression polynomiale (polynôme du 2ème et 3ème degré) et diverses procédures de comparaison multiple (famille Multiple Comparison Procedures).

Le calcul sera effectué dans l'environnement R [43] et d'autres logiciels statistiques.