Adaptations à l'entraînement aérobie

Les adaptations à l'entraînement aérobie (d'endurance) sont les changements cardiorespiratoires et métaboliques qui se développent lorsque l'exercice est effectué de manière répétée à des intensités qui dépendent de la production d'énergie oxydative. Avec un entraînement d'endurance régulier, le cœur, le sang, le système vasculaire et les muscles squelettiques se remodèlent de concert afin que l'oxygène puisse être délivré et utilisé plus efficacement, augmentant ainsi la capacité aérobie maximale et la capacité à soutenir un travail sous-maximal.

Definition

Les adaptations à l'entraînement aérobie sont les améliorations persistantes de l'apport en oxygène et du métabolisme oxydatif, englobant des augmentations du débit cardiaque, du volume sanguin, de la capillarité et de la capacité mitochondriale et enzymatique des muscles squelettiques, qui résultent d'exercices d'endurance répétés et qui augmentent la consommation maximale d'oxygène et la performance d'endurance.

Scope

Ce sujet aborde les adaptations centrales (cardiovasculaires) et périphériques (musculo-squelettiques et métaboliques) à l'entraînement d'endurance, le concept de consommation maximale d'oxygène comme marqueur intégratif de la capacité aérobie, le déplacement de l'utilisation des substrats vers l'oxydation des graisses à une charge de travail donnée, et la manière dont l'intensité de l'exercice et les formats basés sur l'intervalle influencent la réponse adaptative. Il est traité comme un sujet de référence physiologique, et non comme une prescription d'exercice.

Core questions

• Quels changements centraux et périphériques augmentent ensemble la consommation maximale d'oxygène avec l'entraînement d'endurance ?
• Comment l'entraînement d'endurance déplace-t-il l'utilisation des substrats vers l'oxydation des graisses à une intensité sous-maximale donnée ?
• Comment l'intensité de l'exercice, y compris l'entraînement par intervalles, façonne-t-elle l'ampleur et le profil de l'adaptation aérobie ?

Key concepts

• Consommation maximale d'oxygène
• Débit cardiaque et volume d'éjection systolique
• Expansion du volume plasmatique et sanguin
• Densité capillaire
• Contenu mitochondrial et enzymatique oxydatif
• Utilisation des substrats et oxydation des graisses
• Intensité de l'exercice et entraînement par intervalles

Key theories

Déterminants centraux et périphériques de la capacité aérobie

Les améliorations de la consommation maximale d'oxygène reflètent à la fois des adaptations centrales qui augmentent la capacité du cœur à délivrer du sang oxygéné et des adaptations périphériques dans les muscles qui augmentent l'extraction et l'utilisation oxydative de cet oxygène ; l'entraînement d'endurance améliore les deux, et leur contribution relative dépend du stimulus.

Mechanisms

L'entraînement d'endurance induit l'adaptation par deux voies complémentaires. Les adaptations centrales augmentent l'apport de sang oxygéné : le volume plasmatique et sanguin augmente, le volume d'éjection systolique s'accroît, et le débit cardiaque à l'effort maximal augmente, élevant ainsi le plafond de l'apport en oxygène. Les adaptations périphériques augmentent la capacité du muscle à extraire et à utiliser cet oxygène : la densité capillaire augmente, et le contenu mitochondrial ainsi que l'activité des enzymes oxydatives s'accroissent, un remodelage périphérique démontré pour la première fois biochimiquement par Holloszy. Des épisodes répétés d'exercice d'endurance activent des signaux de détection d'énergie et dépendants du calcium qui convergent vers des programmes transcriptionnels pour la biogenèse mitochondriale, et l'effet cumulé de ces réponses transitoires déplace l'utilisation des substrats vers l'oxydation des graisses à des intensités sous-maximales et améliore la capacité à soutenir un travail prolongé. L'intensité de l'exercice est un modulateur clé, et les formats d'entraînement par intervalles de haute intensité peuvent induire des adaptations oxydatives substantielles avec un volume d'entraînement comparativement faible.

Clinical relevance

Une meilleure condition physique cardiorespiratoire, résultat intégratif de l'adaptation aérobie, est constamment associée à une meilleure santé cardiovasculaire et métabolique, ce qui confère à l'entraînement d'endurance une place centrale dans la physiologie sous-jacente aux recommandations d'activité physique. Cette entrée explique les mécanismes adaptatifs comme matériel de référence et ne prescrit pas de programmes d'exercice spécifiques ni n'offre de conseils médicaux individualisés.

Evidence & guidelines

Les preuves présentées ici proviennent en grande partie d'études d'entraînement humain contrôlées et de revues physiologiques intégratives. Burgomaster et ses collègues ont montré que l'entraînement par intervalles de sprint à faible volume et l'entraînement d'endurance traditionnel peuvent produire des adaptations métaboliques similaires, et des revues de Gibala et ses collègues, ainsi que de MacInnis et Gibala, synthétisent la manière dont l'entraînement par intervalles et l'intensité de l'exercice régissent la réponse adaptative. Celles-ci décrivent la science physiologique plutôt que de constituer des directives cliniques d'exercice.

History

La compréhension moderne de l'adaptation aérobie a commencé avec la démonstration que l'entraînement d'endurance augmente le contenu mitochondrial et l'activité des enzymes oxydatives dans les muscles squelettiques, établissant une base périphérique pour une capacité aérobie améliorée, parallèlement aux changements cardiovasculaires reconnus de longue date. Les décennies suivantes ont clarifié les contributions de l'expansion du volume sanguin et de l'adaptation cardiaque, et des travaux plus récents ont montré que l'intensité de l'exercice, y compris l'entraînement par intervalles à faible volume, est un puissant déterminant de la réponse oxydative et cardiorespiratoire.

Debates

Les adaptations oxydatives sont-elles principalement limitées par l'apport en oxygène ou par la capacité oxydative musculaire ?

Les rôles relatifs de l'apport central en oxygène et de la capacité oxydative musculaire périphérique dans la détermination de la consommation maximale d'oxygène et de son entraînabilité restent un point de discussion de longue date, l'équilibre variant selon la population et le stimulus d'entraînement.

Key figures

• John Holloszy
• Martin Gibala
• Martin MacInnis
• Kirsten Burgomaster
• Bengt Saltin

Seminal works

• holloszy-1967
• burgomaster-2008
• egan-zierath-2013

Frequently asked questions

Quel est l'effet de l'entraînement d'endurance sur la consommation maximale d'oxygène ?

Il augmente généralement la consommation maximale d'oxygène en améliorant à la fois l'apport de sang oxygéné, grâce à un volume sanguin et un volume d'éjection systolique accrus, et la capacité du muscle à extraire et à utiliser l'oxygène, grâce à une capillarité et un contenu mitochondrial plus importants.

Pourquoi l'entraînement d'endurance permet-il de brûler plus de graisses pendant l'exercice ?

L'augmentation de la capacité mitochondriale et enzymatique oxydative dans les muscles entraînés déplace l'utilisation des substrats vers l'oxydation des graisses à une intensité sous-maximale donnée, contribuant ainsi à épargner les réserves de glucides pendant un exercice prolongé.