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Effets de 6 semaines d’entraînement par intervalles à haute intensité sur la fo

Effets de 6 semaines d’entraînement par intervalles à haute intensité sur la fonction cardiaque de repos, la pression artérielle ambulatoire et la variabilité de la fréquence cardiaque chez des athlètes masculins d’endurance Mémoire Olivier Le Blanc Maîtrise en kinésiologie Maître ès sciences (M. Sc.) Québec, Canada © Olivier Le Blanc, 2015 iii Résumé Il existe encore plusieurs interrogations par rapport à la fonction cardiaque de repos chez l’athlète d’endurance. L’entraînement par intervalles à haute intensité (HIIT) est de plus en plus populaire chez les athlètes, mais ses effets sur la fonction cardiaque de repos demeurent encore inconnus. Le but de cette étude fut donc d’étudier les effets de six semaines d’HIIT sur la fonction cardiaque de repos, la pression artérielle ambulatoire (PAA) et la variabilité de la fréquence cardiaque (VFC) chez l’athlète de sport d’endurance. Après six semaines d’entraînement, les structures et fonctions du ventricule gauche (VG) ainsi que la VFC sont restées similaires. L’HIIT a diminué la PAA. En conclusion, ces résultats suggèrent que six semaines d’HIIT n’affectent pas la fonction cardiaque de repos, ni la VFC, mais permettent de diminuer la PAA d’athlètes d’endurance. v Abstract There is still a lot of interrogations regarding the mechanisms underlying the resting cardiac function adaptations of endurance athletes. High intensity interval training (HIIT) seems to be the new trend in this population. The impact of this training method on resting cardiac function in endurance athletes is still unknown. The purpose of this study was to investigate the impact of six weeks of HIIT on the cardiac function at rest, ambulatory blood pressure monitoring (ABPM) and heart rate variability (HRV) in endurance athletes. Following six weeks of HIIT, no sign of ventricular dilatation nor hypertrophy in the left ventricle (LV) were observed. Diastolic and systolic functions were preserved following training. HIIT decreased ABPM, reflected by a lowered systolic (SBP), mean (MAP) and pulse (PP) pressures. HRV remained at baseline level. These results suggest that six weeks of HIIT does not affect cardiac function at rest, nor HRV, but reduces ABP. vii Table des matières Résumé .............................................................................................................................................................. iii Abstract .............................................................................................................................................................. v Table des matières ........................................................................................................................................... vii Liste des tableaux ............................................................................................................................................ xi Liste des figures .............................................................................................................................................. xiii Liste des abréviations..................................................................................................................................... xv Avant-propos ................................................................................................................................................... xxi Chapitre 1 : La fonction cardiaque .................................................................................................................. 1 Le cœur ................................................................................................................................................. 1 L’anatomie du cœur ................................................................................................................ 1 La circulation sanguine ........................................................................................................... 3 La conduction cardiaque ......................................................................................................... 6 L’électrocardiogramme ............................................................................................................ 9 La fréquence cardiaque ........................................................................................................ 10 Le cycle cardiaque .............................................................................................................................. 10 La diastole ............................................................................................................................. 10 La systole .............................................................................................................................. 11 Le débit cardiaque ............................................................................................................................... 12 Le mécanisme de Frank-Starling .......................................................................................... 13 La contractilité ....................................................................................................................... 13 La postcharge ....................................................................................................................... 14 La pression artérielle ........................................................................................................................... 14 Les différentes mesures de pression artérielle ...................................................................... 14 Les facteurs déterminants la pression artérielle .................................................................... 16 La pression veineuse ............................................................................................................ 17 La pression ambulatoire ........................................................................................................ 18 L’évaluation de la fonction cardiaque .................................................................................................. 18 Les méthodes de mesure du débit cardiaque ....................................................................... 19 L’échocardiographie .............................................................................................................. 19 Chapitre 2 : La régulation nerveuse et hormonale de la fonction cardiaque ............................................. 25 Le système nerveux ............................................................................................................................ 25 Le système nerveux parasympathique .................................................................................. 26 Le système nerveux sympathique ......................................................................................... 26 viii Le système endocrinien....................................................................................................................... 27 La régulation du débit cardiaque ......................................................................................................... 27 La régulation nerveuse et hormonale de la fréquence cardiaque .......................................... 28 La régulation nerveuse et hormonale du volume d’éjection systolique ................................. 28 La régulation de la pression artérielle .................................................................................................. 28 La régulation des résistances périphériques totales ............................................................. 29 Les baroréflexes .................................................................................................................... 30 La régulation du volume sanguin ........................................................................................... 31 La variabilité cardiaque........................................................................................................................ 32 Le domaine temporel ............................................................................................................. 32 Le domaine fréquentiel .......................................................................................................... 34 Chapitre 3 : La fonction cardiaque de repos chez l’athlète ......................................................................... 37 Mécanismes physiologiques à l’effort .................................................................................................. 37 Les adaptations de la pression artérielle ............................................................................................. 38 Les adaptations de la fréquence cardiaque ......................................................................................... 39 Les adaptations de la structure cardiaque ........................................................................................... 40 Les adaptations des fonctions systolique et diastolique ...................................................................... 41 Les adaptations de la fonction systolique .............................................................................. 41 Les adaptations de la fonction diastolique ............................................................................. 42 Le cœur d’athlète ................................................................................................................................ 42 Les cardiomyopathies hypertrophiques ............................................................................................... 43 Chapitre 4 : Problématique ............................................................................................................................. 45 Chapitre 5 : Article scientifique ...................................................................................................................... 47 Chapitre 6 : Discussion ................................................................................................................................... 77 La fonction cardiaque de repos des athlètes d’endurance .................................................................. 77 Les structures et fonctions du ventricule gauche .................................................................. 77 Effets des deux intensités d’entraînement sur la structure et la fonction cardiaque .............. 80 Le monitoring de la pression artérielle ambulatoire ............................................................................. 81 Effets des deux intensités d’entraînement sur la pression artérielle ambulatoire .................. 83 Le monitoring de la variabilité de la fréquence cardiaque ................................................................... 84 Effets des deux intensités d’entraînement sur la variabilité de la fréquence cardiaque ........ 85 Limitations de l’étude ........................................................................................................................... 86 ix 1. Taille de l’échantillon ..................................................................................................... 86 2. Spécificité de l’échantillon .............................................................................................. 86 3. Installation et monitoring des dispositifs Holter et MAPA ............................................... 87 4. Mauvaise synchronisation avec la fin de session universitaire ...................................... 87 5. Surentraînement ............................................................................................................ 87 6. Absence d’un affûtage standardisé ................................................................................ 88 7. L’utilisation de l’échocardiographie pour une étude longitudinale .................................. 89 Applications pratiques ......................................................................................................................... 89 Perspectives ........................................................................................................................................ 90 Conclusion ....................................................................................................................................................... 93 Bibliographie ................................................................................................................................................... 95 xi Liste des tableaux Tableau 1: Catégories de la pression artérielle chez l'adulte selon le NHLBI ................................................... 16 Tableau 2: Fonction diastolique normale du VG mesurée par échocardiographie Doppler .............................. 21 Tableau 3: Comparaison des structures et fonctions du VG de nos athlètes d’endurance avec les différents critères du cœur d’athlète .................................................................................................................................. 78 xiii Liste des figures Figure 1: Anatomie du cœur (vue de la face antérieure) ..................................................................................... 3 Figure 2: Circulations systémique et pulmonaire................................................................................................. 5 Figure 3: Système de conduction cardiaque ....................................................................................................... 7 Figure 4: Potentiels d’actions d’une cellule nodale et d’un myocyte cardiaque ................................................... 9 Figure 5: Mesures des différents paramètres de la pression artérielle dans la circulation sanguine................. 15 Figure 6: Image d’échocardiographie 2D, incidence à 4 cavités ....................................................................... 20 Figure 7: Variabilité des intervalles RR en fonction du temps ........................................................................... 33 Figure 8: Spectre de puissance de la variabilité de la fréquence cardiaque ..................................................... 35 xv Liste des abréviations ASDNN Moyenne des écart-types de l’intervalle RR sur des segments de 5 minutes pendant tout l’enregistrement BF Basses fréquences Bpm Battements par minute CAP Cathéter artériel pulmonaire DC Débit cardiaque ECG Électrocardiogramme FC Fréquence cardiaque HF Hautes fréquences MAPA Monitoring ambulatoire de la pression artérielle OD Oreillette droite OG Oreillette gauche NN Normal to normal intervals NNmoyen Moyenne de tous les intervalles RR dits normaux NN50 Nombre d’intervalles NN successifs différant de plus de 50 ms PAD Pression artérielle diastolique PAM Pression artérielle moyenne PAS Pression artérielle systolique pNN50 Proportion de la division de NN50 par le total d’intervalles NN PP Pression pulsée RMSSD Moyenne quadratique des intervalles RR successifs SC Surface corporelle SDANN Écart-type de la moyenne des intervalles RR des segments de 5 minutes sur la période d’enregistrement SDNN Écart type des intervalles NN considérés SIV Septum interventriculaire SNA Système nerveux autonome SNC Système nerveux central SNP Système nerveux parasympathique SNS Système nerveux sympathique TBF Très basses fréquences VD Ventricule droit VES Volume d’éjection systolique VFC Variabilité de la fréquence cardiaque VG Ventricule gauche VO2max Consommation maximale d’oxygène VTD Volume télédiastolique VTS Volume télésystolique xvii À la mémoire de mon grand-père Jean-Paul, mon idole, avec qui j’aimerais tant pouvoir encore discuter. J’espère que tu te reposes bien dans ton petit coin de paradis et que c’est tranquille comme au lac à la Couveuse. « Don’t stop me now, I’m having such a good time, I’m having a ball Don’t stop me now, if you wanna have a good time, just give me a call Don’t stop me now, ‘cause I’m having a good time Don’t stop me now, yeah I’m having a good time And I don’t wanna stop at all » Freddie Mercury, 1978 xix Remerciements Dans le cadre de mon emploi en tant qu’entraîneur-chef, je dois occasionnellement assister à des présentations données par des conférenciers experts dans le domaine de l’entraînement. Et puis voilà, cela faisait maintenant deux fois dans la même année que j’assistais à une présentation de Guy Thibault et que j’en ressortais intrigué par le monde de la recherche. Il ne m’en fallait pas plus pour décider d’aller le rencontrer à son bureau du Ministère et lui faire part de mon intérêt pour la recherche en performance sportive, ainsi que de ma déception du fait que ce créneau ne soit pas développé dans le programme de kinésiologie de l’Université Laval. Quelques semaines plus tard, j’apprenais qu’une étudiante avait la même motivation que moi et qu’un professeur du Département de kinésiologie l’avait acceptée pour une maîtrise. Comme le hasard fait souvent si bien les choses, je fus aussi accepté sous la tutelle de Patrice Brassard avec comme objectif de travailler sur le même projet que cette autre étudiante, Myriam Paquette. Je tiens donc à remercier ces trois personnes en premier lieu, car sans elles, je n’aurais assurément pas pu passer au travers de ce projet. Patrice Brassard, mon directeur, merci pour ta disponibilité, ton support, ta rigueur bien dosée et ta motivation. Jamais je n’aurais pu tomber sur un uploads/Sports/ vfc-the-se.pdf