SSE #139 Adaptations physiologiques à l'entraînement par intervalles à faible volume et à haute intensté

Martin J. Gibala

POINTS PRINCIPAUX

  • L'entraînement par intervalles à haute intensité (HIIT, High-intensity interval training) est généralement caractérisé par des séances répétées d'un exercice bref et intermittent, typiquement à des intensités qui sollicitent ≥85 % de la consommation maximale d'oxygène (VO2max), et entrecoupé de périodes de repos ou d'exercice de faible intensité pour favoriser la récupération.
  • Tout en étant une méthode appréciée depuis longtemps par les athlètes d'endurance comme un composant à part entière des programmes d'entraînement conçus pour maximiser la performance, les études de court terme allant jusqu'à quelques semaines chez des personnes bien portantes de condition physique moyenne ont démontré que la méthode HIIT en soi est un stimulus puissant pour induire les adaptations physiologiques semblables aux changements généralement associés à l'entraînement d'endurance traditionnel, et ce malgré un volume d'exercice inférieur et un temps réduit consacré à l'entraînement.
  • Il suffit de six séances de HIIT sur une période de 2 semaines, utilisant un protocole qui suppose seulement 2 à 3 minutes d'effort intensif pendant une séance d'entraînement d'environ 20 minutes (c'est-à-dire des tests Wingate répétés), pour augmenter la capacité oxydative des muscles squelettiques, réduire l'apport en énergie non oxydative pendant l'exercice sous-maximal et améliorer considérablement la performance pendant les tâches qui reposent principalement sur le métabolisme de l'énergie aérobique.
  • Tandis que les protocoles HIIT intensifs sont très efficaces, il a été démontré que d'autres modèles HIIT de faible volume composés d'efforts à charge constante relativement intenses, mais sous-maximaux (par exemple, un effort de 10 x 60 secondes à une intensité de travail fixe qui sollicite environ 90 % de la fréquence cardiaque maximale, entrecoupé de 60 secondes de récupération) peuvent induire des adaptations physiologiques et de performance rapides, similaires à l'entraînement fondé sur le modèle de Wingate.
  • La majorité des études menées à ce jour sur le modèle HIIT de faible volume sont fondées sur des périodes d'intervention relativement courtes (allant jusqu'à quelques semaines). Il est donc nécessaire de lancer des travaux sur les interventions de long terme (c'est-à-dire des périodes allant de quelques mois à quelques années) afin d'approfondir la connaissance mécanique de la façon dont la manipulation du stimulus de l'exercice se traduit en un remodelage physiologique, ainsi que pour identifier, d'un point de vue pratique, la « dose » minimale de HIIT pour maximiser l'adaptation, étant donné que le manque de temps reste l'obstacle le plus souvent cité à l'origine du manque de participation à un exercice régulier.

INTRODUCTION

L'entraînement d'endurance régulier améliore la performance pendant les tâches qui reposent principalement sur le métabolisme de l'énergie aérobique, notamment en augmentant la capacité de l'organisme à transporter et à utiliser l'oxygène et en améliorant la capacité du métabolisme oxydatif des substrats en faisant travailler les muscles squelettiques (Saltin et Gollnick, 1983). Bien que moins largement apprécié, l'entraînement par intervalles à haute intensité (HIIT) est un stimulus puissant pour induire des adaptations physiologiques semblables, voire supérieures, aux changements généralement associés à l'entraînement d'endurance traditionnel (Kubukeli et al., 2002; Ross et Leveritt, 2011). En effet, les athlètes d'endurance bien entraînés ont depuis longtemps incorporé le modèle HIIT en tant que composant à part entière de leurs programmes d'entraînement conçus pour maximiser la performance (Laursen et Jenkins, 2002). Récemment, des études portant sur de courtes durées allant jusqu'à quelques semaines chez des personnes bien portantes et de condition physique moyenne ont démontré que le modèle HIIT en soi est un stimulus puissant pour induire des adaptations physiologiques semblables aux changements généralement associés à l'entraînement d'endurance traditionnel, malgré un volume d'effort total inférieur et un temps réduit consacré à l'entraînement (Burgomaster et al., 2005; Gibala et al., 2006; Little et al. 2010). Cet aperçu souligne le travail récent qui jette une nouvelle lumière sur la puissance du modèle HIIT de faible volume pour induire un remodelage physiologique rapide et améliorer la capacité de performance pendant les tâches qui reposent principalement sur le métabolisme d'énergie aérobique.   Pour une analyse plus complète, ainsi que pour connaître les applications potentielles du modèle HIIT sur les différentes populations, le lecteur peut consulter les autres études récentes effectuées par l'auteur du présent article (Gibala et al., 2012, 2014) et par d'autres, notamment un travail qui s'est particulièrement intéressé aux personnes présentant un risque ou souffrant de troubles cardiométaboliques (Kessler et al., 2012; Weston et al., 2014). Compte tenu des applications pratiques et de la prescription de l'entraînement, deux autres études (Buchheit et Laursen, 2013ab) analysent en détail les différents aspects de la programmation HIIT, en mettant l'accent sur la performance athlétique.

EXAMEN DE LA RECHERCHE : QU'EST-CE QUE LE MODÈLE HIIT?

L'entraînement par intervalles à haute intensité (HIIT, High-intensity interval training) est généralement caractérisé par des séances répétées d'un exercice bref et intermittent, typiquement à des intensités qui sollicitent ≥85 % de la consommation maximale d'oxygène (VO2max), et entrecoupé de périodes de repos ou d'exercice de faible intensité pour favoriser la récupération.

Un large éventail de termes a été utilisé pour décrire les différents protocoles de l'entraînement par intervalles, ce qui a donné lieu à plusieurs acronymes et, de façon générale, à un manque de standardisation dans la littérature. Un système de classification a été récemment proposé selon lequel le terme « HIIT » est utilisé pour décrire les protocoles où le stimulus de l'entraînement est « quasi-maximal » ou l'intensité cible est comprise entre 80 et 100 % de la fréquence cardiaque maximale, et où le terme « entraînement par intervalles de sprint » (SIT, sprint interval training) est utilisé pour les protocoles qui impliquent des efforts « totaux » ou « supra-maximaux », avec des niveaux d'intensité cibles qui correspondent à des charges de travail supérieures à ce qui est nécessaire pour obtenir une consommation maximale de l'oxygène (VO2Max) (Weston et al., 2014).

Pour des raisons de simplicité, seul le terme « HIIT » sera utilisé dans cette étude, mais le lecteur intéressé peut consulter Weston et al. (2014) pour de plus amples renseignements. De même, il n'existe aucune définition universelle de ce qui constitue l'entraînement par intervalles à « faible volume », mais nous considérons généralement qu'il s'agit de protocoles dans lesquels la durée totale de l'exercice intense effectué pendant une séance d'entraînement est de ≤10 min, c'est-à-dire la durée totale additionnée des efforts intensifs, à l'exception des périodes de récupération et des exercices d'échauffement et de récupération (Gibala et al., 2014). En ce qui concerne les études portant sur les adaptations physiologiques du modèle HIIT à faible volume, l'un des protocoles les plus communément utilisés est le test de Wingate, qui comprend une épreuve de vélo de 30 minutes à un rythme maximal sur un ergomètre spécialisé et utilisant généralement une force de freinage ou une résistance équivalente à 7,5 de la masse corporelle. La tâche est extrêmement exigeante et, en un effort unique, les sujets génèrent généralement des valeurs d'intensité moyenne qui correspondent à environ 250 à 300 % des valeurs pouvant être réalisées dans un test différentiel standard pour déterminer la consommation maximale d'oxygène (Vo2Max). Une seule séance d'entraînement dure environ 20 à 25 minutes, échauffement et récupération compris, avec des sujets effectuant généralement 4 à 6 tests de Wingate, séparés de quelques minutes pour la récupération (Burgomaster et al., 2005; Gibala et al., 2006).

Une autre intervention commune utilisée dans les études de HIIT de faible volume est représentée par les efforts répétés à charge constante effectués à une intensité relative élevée (mais non totale); par exemple, environ 10 épreuves de vélo de 60 secondes à 100 % de l'intensité maximale sollicitée pendant un test VO2max sur piste, ou une intensité qui sollicite 90 % de la fréquence cardiaque maximale, entrecoupées par une durée de récupération similaire entre les efforts (Little et al., 2010).   Un aperçu de certains protocoles communs utilisés dans les études sur l'entraînement par intervalles est décrit dans la Figure 1.

 

L'une des découvertes les plus frappantes des études portant sur le modèle HIIT de faible volume est l'amélioration considérable dans la capacité d'exercice pendant les tâches qui reposent principalement sur le métabolisme de l'énergie aérobique, malgré la durée relativement réduite de l'entraînement physique total effectué (Burgomaster et al., 2005; Gibala et al., 2006; Little et al., 2010). Par exemple, Burgomaster et al. (2005) ont découvert que les sujets doublaient la durée à laquelle l'exercice pouvait être maintenu à une charge de travail sous-maximale, d'environ 26 à 51 minutes pendant l'épreuve de vélo à 80 % de VO2max avant l'entraînement, après seulement six séances de HIIT basé sur le test de Wingate sur une période de 2 semaines (Figure 2).

La validité de cette découverte a été corroborée par le fait que les tests effectués sur un groupe témoin n'ont démontré aucun changement de performance à 2 semaines d'écart et sans aucune intervention sur l'entraînement. Le travail subséquent a confirmé que le même protocole HIIT améliorait la performance pendant les tâches plus proches de la compétition athlétique normale, y compris des essais de temps en laboratoire simulant les courses cyclistes ayant une durée comprise entre <2 minutes et <1 heure (Gibala et al., 2006).    Évidemment, les facteurs à l'origine des améliorations de capacité à l'exercice induites par l'entraînement sont complexes et déterminés par de nombreux paramètres à la fois physiologiques (par exemple, cardiovasculaires, ioniques, métaboliques, neuronaux, respiratoires) et psychologiques (par exemple, l'humeur, la motivation, la perception de l'effort). Les études portant sur de courtes durées citées ci-dessous (Burgomaster et al., 2005. Gibala et al., 2006; Little et al., 2010) n'indiquent aucun changement mesurable en VO2max après 2 semaines de HIIT de faible volume, ce qui suggère que l'amélioration de la performance à l'exercice est principalement attribuable aux adaptations périphériques des muscles squelettiques, comme nous allons le voir avec de plus amples détails ci-dessous. Certaines études ont signalé des améliorations en VO2max après seulement 2 semaines de HIIT basé sur le test de Wingate, bien que ces études aient été généralement menées sur des personnes sédentaires et en moins bonne forme (Whyte et al., 2010). Pour une présentation complète à cet égard, le lecteur intéressé peut se reporter à plusieurs études récentes incluant la méta-analyse (Bacon et al., 2013) qui ont pris en considération la capacité d'entraînement VO2max en réaction au HIIT.

 

 

ADAPTATIONS PHYSIOLOGIQUES AU HIIT DE FAIBLE VOLUME

Comme dans l'entraînement d'endurance ou de force traditionnel, les adaptations physiologiques au HIIT dépendent grandement de la nature précise du stimulus d'entraînement, c'est-à-dire de la fréquence, de l'intensité et du volume de travail effectué. Cependant, contrairement aux deux autres catégories générales d'entraînement à l'exercice qui reposent principalement sur l'énergie oxydative (endurance) et non oxydative (force) pour fournir l'apport en ATP, les caractéristiques bioénergétiques de l'exercice à haute intensité peuvent être très différents selon la durée et 'intensité de chaque intervalle, le nombre d'intervalles effectués et la nature et la durée de la récupération entre les efforts (Ross et Leveritt, 2001). Par exemple, pendant un effort cycliste intensif maximal et unique de 30 secondes, environ 20 % de l'apport énergétique sont dérivés du métabolisme oxydatif (Parolin et al., 1999). Cependant, si la durée de l'exercice est répétée trois fois avec des périodes de récupération de quatre minutes, la majorité de l'apport en ATP pendant la période finale est dérivée du métabolisme oxydatif (Parolin et al., 1999).

L'augmentation de la contribution du métabolisme oxydative pendant les efforts à haute intensité répétés est attribuable à la fois à une augmentation du taux de transport et d'utilisation de l'oxygène et la réduction de la capacité à stimuler la phosphorylation des substrats par le biais de l'hydrolyse phosphocréatine et la glycolyse (Parolin et al., 1999). L'exercice intermittent à haute intensité est par conséquent unique parce que l'énergie cellulaire pendant une période aiguë ou une séance d'entraînement donnée peut être dérivée principalement du métabolisme oxydatif et non oxydatif. Le HIIT peut donc susciter une grande variété d'adaptations physiologiques et le lecteur peut se reporter à d'autres études pour une description plus complète des adaptations physiologiques au HIIT (Buchheit et Laursen, 2013ab; Kubukeli et al., 202; Ross et Leveritt, 2011). Les sections suivantes résument certaines adaptations métaboliques et morphologiques majeures au HIIT, en mettant l'accent à nouveau sur les études récentes portant sur le remodelage rapide des muscles squelettiques après un HIIT de court terme et de faible volume.

L'amélioration du « sprint » ou de la performance à l'exercice de haute intensité après le HIIT est liée en partie aux augmentations des activités maximales des enzymes qui régulent l'apport en énergie non oxydative (par exemple, le glycogène, la phosphorylase, la phosphofructokinase), à l'augmentation du pouvoir tampon des muscles et aux adaptations ioniques incluant l'augmentation de la teneur et de la fonction de l'ATPase de sodium-potassium ((Na+-K+-ATPase) (Kubukeli et al., 2002; Ross et Leveritt, 2001). En termes de composition des fibres musculaires, plusieurs études indiquent un changement bidirectionnel de type IIa ((I -> IIa <- IIx), similaire à la tendance générale observée après l'entraînement d'endurance et de force, bien qu'il ne s'agisse pas d'un résultat universel (Kubukeli et al., 2002; Ross et Leveritt, 2001). Le HIIT n'a pas un effet majeur sur la taille des muscles, surtout en comparaison avec l'entraînement à forte résistance, même si quelques études signalent une hypertrophie modeste, mais significative, à la fois des fibres de type I et de type II après plusieurs mois de HIIT (Ross et Leveritt, 2001). À cet égard, une période intense de HIIT basé sur le test de Wingate n'active pas les voies de signalisation dans les muscles squelettiques liés à la croissance des fibres/l'hypertrophie (Gibala et al., 2009).

Il a été établi depuis longtemps que le HIIT a également le potentiel d'augmenter la capacité oxydative et la performance des muscles pendant les tâches qui reposent principalement sur le métabolisme de l'énergie aérobique (Saltin et Gollnick, 1983). MacDougall et al. (1998) fournit un exemple de la puissance du HIIT basé sur le test de Wingate en indiquant une augmentation de l'activité maximale de plusieurs enzymes mitochondriales après 7 semaines d'application du protocole d'entraînement, où les sujets ont effectué 4 à 10 intervalles par jour, trois fois par semaine. Jusqu'à récemment, nos connaissances étaient limitées concernant les débuts et le volume minimal de l'entraînement nécessaire pour susciter des adaptations rapides dans les muscles squelettiques, ou sur l'effet du HIIT sur le métabolisme des substrats pendant les tâches qui reposent principalement sur l'apport en énergie aérobique. Dans une série d'études, nous avons examiné les adaptations rapides dans le métabolisme de l'énergie oxydative et la capacité à l'exercice après le HIIT de court terme et basé sur le test de Wingate, comme décrit ci-dessus (Burgomaster et al., 2005, 2006, 2007; Gibala et al., 2006). L'aspect le plus particulier de ce travail est le volume d'entraînement très réduit, équivalent à seulement <15 minutes d'un exercice très intense ou <600 kJ de travail total. Toutes les études ont été effectuées sur des hommes et des femmes en bonne santé, qui ont l'âge de fréquenter l'université et qui sont normalement actifs, sans faire partie d'un programme d'entraînement structuré. 

Nous avons noté de façon constante une augmentation de la capacité oxydative des muscles (évaluée à l'aide de l'activité maximale ou de la teneur en protéines des enzymes mitochondriales, telles que la citrate synthase et la cytochrome oxydase) allant de <15 à 35 % après six séances de HIIT sur 2 semaines (Burgomaster et al., 2005, 2006, 2007). Curieusement, seules quelques études avaient auparavant comparé les changements de la capacité oxydative des muscles après l'entraînement par intervalles par rapport à l'entraînement continu chez les humains, avec des résultats équivoques (voir les références dans Gibala et al., 2006). En outre, les études ayant examiné la capacité oxydative des muscles après l'entraînement par intervalles par rapport à l'entraînement continu avaient utilisé un modèle de travail identique dans lequel le travail total était similaire entre les groupes. Dans nos études, avons cherché à comparer les changements de la capacité oxydative des muscles et la performance à l'exercice après l'entraînement de sprints de faible volume et l'entraînement d'endurance de volume élevé, de telle sorte que les deux protocoles différaient nettement en termes de volume et durée de l'entraînement. Le protocole de sprint consistait en six séances d'épreuves de vélo « à pleine vitesse », brèves et répétées de 30 secondes, entrecoupées de courtes périodes de récupération, sur 14 jours. Le protocole d'endurance consistait en six séances d'exercice de cyclisme modérément intense de 90 à 120 minutes, avec 1 à 2 jours de récupération entrecoupés de sessions d'entraînement. Résultat, les sujets des deux groupes ont effectué le même nombre de séances d'entraînement sur les mêmes jours, avec le même nombre de jours de récupération; cependant, la durée totale de l'entraînement était de 2,5 et 10,5 heures, respectivement, pour le groupe de sprint et d'endurance, et le volume d'entraînement différait de 90 % (630 contre 6 500 kJ). Les deux protocoles d'entraînement différents ont induit des adaptations nettement similaires dans la performance à l'exercice et la capacité oxydative des muscles squelettiques, comme le montre l'activité maximale de la cytochrome oxydase (Figure 3).

 

En plus d'une augmentation de la capacité oxydative des muscles squelettiques après 2 semaines de HIIT, nous avons également noté des changements dans le métabolisme des glucides qui sont normalement associés à l'entraînement d'endurance traditionnel, y compris une augmentation de la teneur en glycogène au repos et une diminution de l'utilisation de glycogène pendant l'exercice impliquant le même travail (Burgomaster et al., 2006, 2007). Les indicateurs sélectionnés du métabolisme d'acide gras, y compris l'activité maximale de β-hydroxyacyl- CoA déshydrogénase (HAD) et les teneurs en translocase d'acide gras (FAT/CD36) dans les muscles, ou la protéine de fixation d'acide (FABPpm) associée à la membrane cellulaire, sont restés inchangés après notre intervention avec l'entraînement de court terme basé sur le test de Wingate (Burgomaster et al., 2006, 2007), quoique nous ayons établi une augmentation de HAD après 6 semaines de ce même type d'entraînement. Talanian et ses collègues (2007) ont démontré que sept séances de HIIT sur 2 semaines augmentaient l'activité maximale de HAD, la teneur de FABPpm dans les protéines musculaires et l'oxydation des lipides du corps entier pendant 60 minutes de vélo à 65 % VO2max avant l'entraînement.

L'un des écarts importants entre les 2 protocoles d'entraînement respectifs de 2 semaines a été le stimulus HIIT. Les sujets n'ont pas effectué de sprints intensifs dans l'étude de Talanian et al. (2007), mais chaque séance d'entraînement était composée de 10 épreuves de vélo de 4 minutes chacune à 90 % de VO2max, avec des périodes de repos de 2 minutes par intervalles. La durée totale de l'entraînement (environ 5 heures) et le volume de l'exercice (environ 3 000 kJ) sur une période d'entraînement de 2 semaines ont été donc bien supérieurs à ceux des études ayant utilisé la méthode de l'entraînement physique basé sur le test de Wingate (Burgomaster et al., 2006, 2007).

En ce qui concerne les adaptations cardiovasculaires, il a été démontré qu'une période de 8 semaines de HIIT de faible volume permettait d'augmenter à la fois la masse ventriculaire gauche et le volume d'éjection systolique (Matsuo et al., 2014). Des améliorations similaires au niveau de la structure et de la fonction vasculaires périphériques, y compris la capacité de dilatation de l'artère poplitée et la vasodilatation dépendante du débit sanguin, ont été notées après 6 semaines de HIIT basé sur le test de Wingate et d'entraînement continu traditionnel d'intensité modérée (Rakobowchuk et al., 2008). Une étude d'un autre laboratoire ayant utilisé le même protocole expérimental a démontré des améliorations similaires au niveau de la densité microvasculaire des muscles squelettiques et de la teneur en enzymes microvasculaires, malgré de grandes différences dans le volume d'entraînement total (Cocks et al., 2013). La Figure 4 résume certaines des principales adaptations physiologiques dans le HIIT de faible volume.

COMMENT LE HIIT STIMULE-T-IL LES ADAPTATIONS DANS LES MUSCLES SQUELETTIQUES?

La puissance de la méthode HIIT pour susciter des changements rapides dans le remodelage des muscles squelettiques est sans doute liée à son niveau élevé d'engagement des fibres musculaires et à son potentiel de faire travailler les fibres de type II en particulier (Saltin et Gollnick, 1983), mais les mécanismes sous-jacents ne sont pas clairs. Du point de vue de la signalisation cellulaire, l'exercice est généralement classé comme étant « de force » ou « d'endurance », avec un effort à haute intensité de courte durée, habituellement associé à une augmentation de la masse musculaire squelettique, et un effort prolongé d'intensité faible à modérée, associé avec une augmentation de la masse mitochondriale et de l'activité des enzymes oxydatives (Baar, 2006). En fait, les voies distinctes qui régulent la croissance cellulaire ou la biogenèse mitochondriale se rencontrent sur un certain nombre de points de façon inhibitrice, ce qui se traduit par une réaction largement tributaire d'un type d'exercice ou de l'autre (Baar, 2006). Jusqu'à récemment, nos connaissances étaient limitées concernant les événements de signalisation intracellulaire à l'origine du remodelage des muscles squelettiques en réaction au HIIT qui, contrairement à l'entraînement de force traditionnel, n'est pas caractérisé par une hypertrophie importante des muscles squelettiques (Ross et Leveritt, 2001).

Étant donné la rapidité à laquelle le HIIT régule à la hausse le phénotype oxydatif, il semble probable que les adaptations à ce type d'exercice peuvent être induites en partie par les voies de signalisation normalement associées à l'entraînement d'endurance. Les troubles métaboliques dus à la contraction activent plusieurs kinases et phosphatases impliquées dans la transduction de signal, notamment les cascades de protéine kinase activée par l'AMP (AMPK) et de protéine kinase activée par le mitogène (MAPK). Il a été démontré que ces voies de signalisation jouent un rôle dans la promotion des coactivateurs spécifiques impliqués dans la biogenèse mitochondriale et le métabolisme, notamment l'activation des récepteurs et coactivateurs activés par les proliférateurs de peroxysomes (PGC-1α), qui sont considérés comme le « régulateur principal » de la biogenèse mitochondriale dans les muscles (Coffee et Hawley, 2007).

Il a été également démontré que le HIIT basé sur le test de Wingate stimule considérablement les indicateurs de signalisation d'AMPK et de MAPK et qu'il augmente de façon remarquable le PGC-1α mRNA (Gibala et al., 2009; Little et al., 2011), et de manière similaire aux résultats notés après un exercice continu d'intensité modérée (Little et al., 2010). Comme l'exercice d'endurance traditionnel, un entraînement HIIT intensif basé sur le test de Wingate peut activer le PGC-1α en augmentant sa translocation nucléaire (Little et al., 2011), et plusieurs semaines de HIIT permettent d'augmenter la teneur en protéines du PGC-1α ( Burgomaster et al., 2008), ce qui suggère que le PGC-1α est probablement impliqué dans la régulation de certaines adaptations métaboliques de cette forme d'entraînement. Il existe également des preuves montrant que les augmentations temporaires et répétées de mRNA en réaction à des périodes successives de HIIT se traduisent par des augmentations durables de la teneur en protéines de transcription et métaboliques, ce qui induit éventuellement une augmentation de la teneur en protéines mitochondriales et de l'activité des enzymes (Perry et al., 2010).

APPLICATIONS PRATIQUES

  • Le HIIT est souvent rejeté comme étant réservé aux athlètes d'élite. Cependant, le concept de base qui consiste à alterner les périodes d'exercice à haute et à basse intensité peut être appliqué presque à tous les niveaux du conditionnement physique initial.
  • Comme n'importe quelle forme d'activité physique, l'entraînement par intervalles présente aussi bien des avantages potentiels que certaines limitations.
  • Les « pro-HIIT » considèrent que les intervalles constituent un stimulus puissant de l'entraînement et, bien que le volume total de l'exercice effectué puisse être assez réduit, l'entraînement peut induire des adaptations similaires à celles associées à une période plus prolongée d'un exercice continu d'intensité modérée, ce qui signifie que le HIIT permet une utilisation relativement efficace du temps.
  • Les « anti-HIIT » soulignent son caractère inconfortable dû à l'effort relativement intense requis pour que l'entraînement soit efficace en matière de temps, ainsi que le risque important de blessure, surtout dans la course à pied, par comparaison à des activités moins exigeantes comme le cyclisme ou la natation.
  • Alors qu'il est prouvé que le HIIT améliore la forme physique, il n'existe aucune formule magique ni approche universelle adaptée à tout le monde. En effet, la meilleure approche à long terme est une stratégie variée qui incorpore des séances de force, d'endurance et de vitesse, ainsi que des exercices de souplesse et une nutrition appropriée.

RÉSUMÉ

Les athlètes d'endurance de haut niveau apprécient depuis longtemps le rôle du HIIT comme partie intégrante d'un programme d'entraînement complet. Des études récentes démontrent que, chez les jeunes personnes bien portantes et de condition physique moyenne, l'exercice intense par intervalles est une stratégie qui permet de gagner du temps afin de stimuler des adaptations des muscles squelettiques comparables à l'entraînement d'endurance traditionnel. Il suffit de six séances de HIIT sur 2 semaines, soit au total <15 minutes d'exercice très intensif, pour augmenter la capacité oxydative des muscles squelettiques pendant les tâches qui reposent principalement sur le métabolisme de l'énergie aérobique. Ces résultats ne doivent pas être interprétés pour suggérer que le HIIT de faible volume fournit tous les avantages normalement associés à l'entraînement d'endurance traditionnel. La durée des programmes d'entraînement dans les travaux publiés à ce jour est relativement courte (quelques semaines) et il reste à déterminer si des adaptations similaires sont manifestes après plusieurs mois d'entraînement par intervalles de faible volume et d'entraînement continu de volume élevé. Il est possible que la durée des ajustements physiologiques soit différente entre les protocoles d'entraînement; la nature très intensive de l'entraînement par intervalles peut stimuler les changements rapides, alors que les adaptations induites par l'entraînement d'endurance traditionnel peuvent prendre plus de temps. D'un point de vue pratique, il sera également important d'identifier dans les travaux à venir la ou les combinaisons optimales d'intensité et de volume d'entraînement nécessaires pour induire les adaptations de façon efficace en termes de temps, étant donné que le manque de temps reste l'obstacle le plus communément cité au manque de pratique d'une activité physique régulière.


RÉFÉRENCES 

 

Baar K. (2006). Training for endurance and strength: lessons from cell signaling. Med. Sci. Sports Exerc. 38:1939-1944.

Bacon, A.P., R.E. Carter, E.A. Ogle, and M.J. Joyner (2013). VO2max trainability and high intensity interval training in humans: a meta-analysis. PLoS One. 8:e73182.

Buchheit, M., and P.B. Laursen (2013a). High-intensity interval training, solutions to the programming puzzle: part I: cardiopulmonary emphasis. Sports Med. 43:313-338.

Buchheit, M., and P.B. Laursen (2013b). High-intensity interval training, solutions to the programming puzzle: part II: anaerobic energy, neuromuscular load and practical applications. Sports Med. 43:927-954.

Burgomaster, K.A., N. Cermak, S.M. Phillips, C. Benton, A. Bonen, and M.J. Gibala (2007). Divergent response of metabolite transport proteins in human skeletal muscle after sprint interval training and detraining. Am. J. Physiol. 292:R1970-R1976.

Burgomaster, K.A., G.J.F. Heigenhauser, and M.J. Gibala (2006). Effect of short-term sprint interval training on human skeletal muscle carbohydrate metabolism during exercise and time trial performance. J. Appl. Physiol. 100:2041-2047.

Burgomaster, K.A., K.R. Howarth, M. Rakobowchuk, S.M. Phillips, M.J. MacDonald, S. McGee, and M.J. Gibala (2008). Similar metabolic adaptations during exercise after low volume sprint interval and traditional endurance training in humans. J. Physiol. 586:151-160.

Burgomaster, K.A., S.C. Hughes, G.J.F. Heigenhauser, S.N. Bradwell, and M.J. Gibala (2005). Six sessions of sprint interval training increases muscle oxidative potential and cycle endurance capacity. J. Appl. Physiol. 98:1895- 1990.

Cocks, M., C.S. Shaw, S.O. Shepherd, J.P. Fisher, A.M. Ranasinghe, T.A. Barker, K.D. Tipton, and A.J. Wagenmakers. (2013). Sprint interval and endurance training are equally effective in increasing muscle microvascular density and eNOS content in sedentary males. J. Physiol. 591:641-656.

Coffey, V.G., and J.A. Hawley (2007). The molecular bases of training adaptation. Sports Med. 37:737-763.

Gibala M.J., J.B. Gillen J.B., and M.E. Percival (2014). Physiological and health-related adaptations to low-volume interval training: influences of nutrition and sex. Sports Med. 44 Suppl 2:127-137.

Gibala, M.J., J.P. Little, M. van Essen, G.P. Wilkin, K.A. Burgomaster, A. Safdar, S. Raha, and M.A.Tarnopolsky (2006). Short-term sprint interval versus traditional endurance training: similar initial adaptations in human skeletal muscle and exercise performance. J. Physiol. 575:901-911.

Gibala, M.J., J.P. Little, M.J. MacDonald, and J.A. Hawley (2012). Physiological adaptations to low volume, high-intensity interval training in health and disease. J. Physiol. 590:1077-1084.

Gibala, M.J., S.L. McGee, A. Garnham, K. Howlett, R. Snow, and M. Hargreaves M (2009). Brief intense interval exercise activates AMPK and p38 MAPK signaling and increases the expression of PGC-1α in human skeletal muscle. J. Appl. Physiol. 106:929-934.

Kessler H.S., S.B. Sisson, and K.R. Short (2012). The potential for high-intensity interval training to reduce cardiometabolic disease risk. Sports Med. 42:489-509.

Kubukeli, Z.N., T.D. Noakes, and S.C. Dennis (2002). Training techniques to improve endurance exercise performances. Sports Med. 32:489-509.

Laursen, P.B., and D.G. Jenkins (2002). The scientific basis for high-intensity interval training: optimising training programmes and maximising performance in highly trained endurance athletes. Sports Med. 32:53-73.

Little, J.P., A. Safdar, D. Bishop, M.A. Tarnopolsky, and M.J. Gibala (2011). An acute bout of high-intensity interval training increases the nuclear abundance of PGC- 1α and activates mitochondrial biogenesis in human skeletal muscle. Am. J. Physiol. 300:R1303-1310.

Little, J.P., A.S. Safdar, G.P. Wilkin, M.A. Tarnopolsky, and M.J. Gibala (2010). A practical model of low-volume high-intensity interval training induces mitochondrial biogenesis in human skeletal muscle: potential mechanisms. J. Physiol. 586:1011-1022.

MacDougall, J.D., A.L. Hicks, J.R. MacDonald, R.S. McKelvie, H.J. Green, and K.M. Smith (1998). Muscle performance and enzymatic adaptations to sprint interval training. J. Appl. Physiol. 84:2138-2142.

Matsuo, T., K. Saotome, S. Seino, N. Shimojo, A. Matsushita, M. Iemitsu, H. Ohshima, K. Tanaka, and C. Mukai C. (2014). Effects of a low-volume aerobic-type interval exercise on VO2max and cardiac mass. Med. Sci. Sports Exerc. 46:42-50.

Parolin, M.L., A. Chesley, M.P. Matsos, L.L. Spriet, N.L. Jones, and G.J.F. Heigenhauser (1999). Regulation of skeletal muscle glycogen phosphorylase and PDH during maximal intermittent exercise. Am. J. Physiol. 277:E890-900.

Perry, C.G., J. Lally, G.P. Holloway, G.J. Heigenhauser, A. Bonen, and L.L. Spriet LL (2010). Repeated transient mRNA bursts precede increases in transcriptional and mitochondrial proteins during training in human skeletal muscle. J. Physiol. 588:4795-4810.

Rakobowchuk, M. S. Tanguay, K.A. Burgomaster, K.R. Howarth, M.J. Gibala, and M.J. MacDonald. Sprint interval and traditional endurance training induce similar improvements in peripheral arterial stiffness and flow-mediated dilation in healthy humans. Am. J. Physiol. 295:R236-R242, 2008.

Ross A., and M. Leveritt (2001). Long-term metabolic and skeletal muscle adaptations to short-sprint training: implications for sprint training and tapering. Sports Med. 31:1063-1082.

Saltin, B., and P.D. Gollnick (1983). Skeletal muscle adaptability: significance for metabolism and performance. In L.D. Peachey (ed.) Handbook of Physiology. Skeletal Muscle. pp. 555-631, American Physiological Society, Bethesda.

Talanian, J.L., S.D. Galloway, G.J.F. Heigenhauser, A. Bonen, and L.L. Spriet (2007). Two weeks of high-intensity aerobic interval training increases the capacity for fat oxidation during exercise in women. J. Appl. Physiol. 102:1439-1447.

Weston, K.S., U. Wisløff, and J.S. Coombes. High-intensity interval training in patients with lifestyle-induced cardiometabolic disease: a systematic review and meta-analysis. Br. J. Sports Med. 48:1227-1234, 2014.

Whyte, L.J., J.M. Gill, and A.J. Cathcart (2010). Effect of 2 weeks of sprint interval training on health-related outcomes in sedentary overweight/obese men. Metabolism. 59:1421-1428.