Récupération hypoxique inter-effort la révolution des sciences du sport ?

Publié le : 19 décembre 2023 à 18h43

Article rédigé par Clément BOUDOT - MKDE du sport

L'entraînement par intervalles est une méthode populaire pour optimiser les performances sportives. Cette méthode d'entraînement est définie comme des séries répétées d'exercices effectués à une intensité supérieure au seuil anaérobie, entrecoupées de périodes de récupération. En pratique, l'entraînement par intervalles peut être caractérisé par l'entraînement par intervalles de haute intensité (HIIT) et l'entraînement par intervalles de sprint (SIT).

Des études ont montré que l'inclusion de l'hypoxie pendant l'entraînement par intervalles favorise des gains supplémentaires par rapport à la normoxie (= en air ambiant), probablement en raison de la stabilisation du facteur 1α inductible à l'hypoxie (HIF-1α), qui régule les réponses moléculaires liées à l'homéostasie cellulaire comme l'angiogenèse, l'érythropoïétine (EPO), l'augmentation de l'expression des transporteurs de glucose et l'expression d'enzymes glycolytiques clés.

Cet entraînement en hypoxie a été appelé "Live Low and Train High" (LLTH) et se caractérise par de brèves périodes d'exposition à l'hypoxie (<2 heures) au repos ou pendant l'entraînement, deux à cinq fois par semaine. Cette méthode a reçu une grande attention de la part de la communauté scientifique, en particulier en raison du développement technologique, comme les appareils générateurs d'hypoxie, qui a favorisé les interventions utilisant le paradigme LLTH.

Bien que l'ajout d'hypoxie pendant l'entraînement par intervalles puisse entraîner des gains de performance plus importants par rapport au même entraînement effectué en normoxie, des réductions d'intensité par rapport au même entraînement effectué en normoxie ont été rapportées pendant l'entraînement aérobie par intervalles en altitude.Bien qu'en général, l'entraînement par intervalles en hypoxie améliore davantage la VO2max que l'entraînement par intervalles en normoxie, des réponses contradictoires à l'ajout de l'hypoxie ont été démontrées en fonction de la variation de l'entraînement par intervalles, qui peut ou non améliorer les performances.

Les principaux avantages de l'entraînement par intervalles sur la performance semblent être mis en évidence lorsque le travail mécanique ou l’intensité de l'entraînement est préservé.

En effet, il a récemment été démontré que l'hypoxie nuit à la répétition de sprints lorsque la contribution oxydative, mais non glycolytique, est importante. Ainsi, contrairement aux interventions dans le domaine de la santé, où l'obtention de réponses physiologiques similaires avec une charge de travail absolue plus faible peut présenter certains avantages lorsque l'objectif est de maximiser la performance, le "défi" consiste à augmenter le stress métabolique par l'hypoxie sans compromettre l'intensité de l'exercice dans les séances d'entraînement.

Une approche intéressante entre l'hypoxie et l'entraînement consiste à ajouter de l'hypoxie pendant la période de récupération inter-effort (IEH) par le biais d'une restriction locale du flux sanguin (hypoxie locale de récupération inter-effort (L-IEH)) ou d'une hypoxie systémique (hypoxie systémique de récupération inter-effort (S-IEH)).

Hypoxie locale de récupération inter-effort

La réalisation d'exercices avec restriction du flux sanguin est une approche de plus en plus répandue pour la rééducation des troubles musculosquelettiques et l'amélioration des performances. Cependant, à l'instar de ce qui se passe avec certains modèles d'entraînement par intervalles réalisés avec une hypoxie systémique, l'intensité absolue de l'exercice a été considérablement réduite. L'approche L-IEH a donc permis d'obtenir les avantages de l'hypoxie locale tout en maintenant l'intensité absolue de l'entraînement.

Taylor et al., ont constaté qu'après 4 semaines, l'ajout de L-IEH pendant les sessions SIT, a favorisé une augmentation significative de 4,5 % de la VO2, par rapport au même modèle d'entraînement réalisé en normoxie. Ces auteurs ont constaté des augmentations significatives de l'expression de HIF-1α uniquement dans le groupe L-IEH.

Lenaga et al., ont étudié les effets du L-IEH au cours d'un entraînement SIT. Ils ont constaté que la désoxyhémoglobine était plus élevée et l'indice de saturation des tissus (StO2) plus faible chez les L-IEH.Cependant, les concentrations de lactate sanguin (La), le pH et la charge de travail dans la L-IEH ne différaient pas de la normoxie.

Kojima et al., ont cherché à examiner l'effet de la L-IEH pendant le SIT en cyclisme sur l'oxygénation musculaire. Ils ont constaté que la L-IEH présentait des niveaux d'oxyhémoglobine et de StO2 inférieurs à ceux de la normoxie. Cependant, la puissance et le (La) ne différaient pas entre les conditions, et ils ont conclu que la L-IEH diminuait l'oxygénation musculaire de la musculature sans interférer avec la puissance.

Wang et al., ont testé les effets de l'inclusion d'une hypoxie locale par le biais d'une restriction du flux sanguin dans une session d'exercices de sprint répétés effectués en hypoxie. Bien que l'intensité absolue de l'exercice n'ait pas été modifiée par l'inclusion de la L-IEH, les auteurs ont constaté une activité neuromusculaire élevée en réponse à la L-IEH, en particulier dans des conditions d'hypoxie systémique.

Les résultats ci-dessus suggèrent que la L-IEH est une approche prometteuse pour générer une hypoxie locale et maintenir l'intensité absolue de l'exercice.

Hypoxie systémique de récupération inter-effort

Roels et al., ont justifié l'utilisation de l'entraînement par intervalles hypoxiques intermittents par le fait que les exercices avec un ajout d'hypoxie pendant les périodes de récupération stimuleraient l'hématopoïèse (= processus physiologiques de production des cellules sanguines).

Roels et al., ont comparé les effets d'un programme d'entraînement de 7 semaines de S-IRH, avec le même programme d'entraînement réalisé en normoxie et exclusivement en hypoxie. Ils ont constaté que la VO2max augmentait uniquement chez les S-IEH. Cependant, ils n'ont pas trouvé de changements dans le transport hématologique de l'O2 justifiés par la réduction du temps d'exposition à l'hypoxie. En effet, les auteurs ont conclu que l'exposition à court terme à l'hypoxie n'entraînait pas une augmentation plus importante des performances et des paramètres hématologiques.

En contradiction, Tobin et al., ont étudié les réponses hématologiques après 5 jours d'exposition à l'hypoxie continue (HC) ou à l'hypoxie intermittente (HI).

Ces auteurs ont constaté que seule l'HI augmentait significativement le nombre de globules rouges, la concentration d'hémoglobine, l'hématocrite, le pourcentage de réticulocytes, l'immunoglobuline A sécrétoire, le cortisol, la troponine T cardiaque et le score Off par rapport au niveau de base.

Wojan et al., ont observé que huit cycles d'HI augmentaient les taux d'EPO dans une mesure similaire à 120 minutes de HC. Ils ont conclu que huit cycles de 4 minutes d'HI représentaient le protocole le plus court pour augmenter les taux sériques d'EPO chez les sujets sains.

Récemment, Tobin et al., ont comparé les effets de l'HI et de l’HC chez de jeunes adultes, et ont montré que l'HI, mais pas l’HC, augmentait de manière significative les principales réponses hématologiques adaptatives. Ils en ont conclu que le modèle hypoxique de l'HI serait la meilleure méthode pour stimuler les profils hématologiques avant l'ascension en altitude. Collectivement, ces études ne confirment pas l'hypothèse proposée par Roels et al., qui n'ont pas constaté de changements significatifs dans les paramètres hématologiques dus à la faible dose d'hypoxie.

Récemment, Dellavechia de Carvalho et al., ont comparé les réponses physiologiques aiguës d’une récupération passive avec S-IEH (FiO2=13,6 %) ou en normoxie durant 2min après un entraînement HIIT. Malgré une saturation périphérique en oxygène (SpO2) plus faible et une fréquence cardiaque plus basse, l'évaluation de l'effort perçut, et le (La) n'était pas différente. De plus, tous les participants des deux études ont terminé leurs efforts, malgré les réductions de la concentration d'oxygène pendant la récupération entre les efforts. De cette façon, ces résultats suggèrent que l'ajout de S-IEH peut être un stimulus supplémentaire à l'entraînement sans nuire à la qualité, c'est-à-dire à l'intensité de l'entraînement.

Perspectives

L'ensemble des connaissances à ce jour suggère que l'ajout d'une hypoxie IEH (locale ou systémique) peut être un paradigme plus intéressant que la LLTH pour améliorer les paramètres hématologiques liés au transport de l'O2 et améliorer la performance. L'IEH présente quatre avantages par rapport au LLTH.

Le premier avantage concerne le maintien de l'intensité absolue des séances d'entraînement intermittent, quel que soit le modèle d'entraînement par intervalles adopté.

La seconde comprend un effet supérieur pour stabiliser HIF-1 car les changements répétitifs entre les périodes de normoxie et d'hypoxie sont un stimulus de stress plus puissant que l'exposition continue au stress de l'hypoxie. L’IEH semblerait plus bénéfique pour l'accumulation de HIF-1 dans les cellules, l'augmentation de l'EPO et les réponses hématologiques adaptatives clés (c'est-à-dire l'indice de stimulation érythropoïétique).

La troisième correspond à la possibilité pour l'athlète d'atteindre une contribution aérobie plus élevée en raison d'une meilleure dissociation de l'O2 dans l'hémoglobine ou d'une plus grande disponibilité de l'O2 dans les tissus avec de l'HI.

Enfin, la quatrième concerne la facilité de mise en œuvre de l'hypoxie en tant que stimulus supplémentaire pour l'entraînement dans différentes modalités d'exercice et environnements d'entraînement, sans qu'il soit nécessaire de disposer d'une infrastructure complexe.

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