Deux des fonctions clés du système cardiovasculaire sont les suivantes :
1. Transporter les nutriments, les hormones, les gaz et les déchets vers et depuis nos cellules.
2. Réguler notre température corporelle et maintenir l’équilibre des fluides de notre corps.
Lorsque nous faisons de l’exercice, ces fonctions sont davantage sollicitées car les muscles qui travaillent ont besoin de plus d’oxygène et de nutriments que la normale, ils produisent plus de déchets et génèrent plus de chaleur.
Le degré de la réponse cardiovasculaire est déterminé par les demandes qui lui sont faites par le stimulus d’entraînement, plus la demande est grande, plus la réponse est grande. Le système cardiovasculaire est essentiellement composé de deux parties : le cœur (cardio) et les vaisseaux sanguins (vasculaires). Sur cette page, nous allons concentrer notre attention sur les réponses du cœur à l’exercice.
- Réponses du débit cardiaque (Q), de la fréquence cardiaque (FC) et du volume systolique (VS) :
- Juste jusqu’où la fréquence cardiaque peut-elle aller avant d’atteindre sa fréquence maximale ?
- Fréquences cardiaques et intensité de l’exercice
- Réponse de la fréquence cardiaque à l’entraînement aérobie
- Réponse de la fréquence cardiaque à l’entraînement anaérobie
Réponses du débit cardiaque (Q), de la fréquence cardiaque (FC) et du volume systolique (VS) :
Le débit cardiaque fait référence à la quantité totale de sang qui est éjectée par le cœur et est généralement mesuré en litres par minute. La fréquence cardiaque fait référence à la fréquence des battements du cœur et est également mesurée par minute. Le volume systolique correspond à la quantité de sang éjectée par le cœur à chaque battement. Ainsi, le débit cardiaque est tout simplement le produit de la fréquence cardiaque et du volume systolique.
La fréquence cardiaque augmente de manière linéaire à l’augmentation de l’intensité de l’exercice. Ceci est illustré dans le graphique adjacent, montrant comment la fréquence cardiaque (en battements par minute – bpm) augmente pour correspondre aux demandes incrémentielles de la marche, du jogging et de la course.
Il est également intéressant de noter que la fréquence cardiaque commence à augmenter avant tout type d’exercice – la seule pensée de l’exercice est suffisante pour déclencher une réponse de la fréquence cardiaque.
Cette réponse initiale sert simplement à préparer le corps à l’activité et est contrôlée par la division sympathique du système nerveux autonome (involontaire).
Les volumes systoliques augmentent également lorsqu’une personne commence à faire de l’exercice et continuent à augmenter à mesure que l’intensité de l’activité augmente. C’est ce que montre le graphique du volume d’AVC ci-contre, avec les augmentations entre la position debout, la marche et le jogging. Cette augmentation est principalement due à un plus grand volume de sang retournant au cœur.
Vous remarquerez également que les volumes d’attaque sont plus élevés en position couchée, et dans une moindre mesure en position assise, par rapport à la position debout. Cela s’explique par le fait qu’il est beaucoup plus facile pour le sang de retourner vers le cœur et de le remplir lorsqu’une personne est allongée et assise, car l’effet de la gravité sur le flux sanguin n’est pas aussi important dans ces positions.
L’augmentation du volume d’attaque ne se poursuit cependant que jusqu’à un certain point. Une fois que l’intensité de l’exercice dépasse 50 à 60 % de la fréquence cardiaque maximale d’un individu, son volume d’attaque cesse d’augmenter, comme le montrent sur le graphique les volumes d’attaque similaires pour le jogging et la course.
C’est principalement parce que l’augmentation de la fréquence cardiaque qui s’est également produite ne laisse plus assez de temps au cœur pour se remplir entre chaque battement de cœur.
Le débit cardiaque augmente de façon linéaire aux augmentations de l’intensité de l’exercice, jusqu’au point d’épuisement. Cela se produit comme une conséquence directe des réponses de la fréquence cardiaque et du volume systolique à l’intensité de l’exercice.
L’augmentation du débit cardiaque à des intensités allant jusqu’à 50-60% de la fréquence cardiaque maximale d’une personne est attribuable aux augmentations de la fréquence cardiaque et du volume systolique.
Lorsque l’intensité de l’exercice dépasse 60 % de la fréquence cardiaque maximale d’une personne, l’augmentation du débit cardiaque est uniquement attribuable aux augmentations de la fréquence cardiaque.
Juste jusqu’où la fréquence cardiaque peut-elle aller avant d’atteindre sa fréquence maximale ?
Il existe une formule facile couramment utilisée dans l’industrie du fitness pour estimer la fréquence cardiaque maximale d’une personne (HR Max).
La FC max est représentée sur le graphique ci-contre. On voit que la fréquence cardiaque augmente de façon linéaire en fonction des augmentations d’intensité (vitesse du tapis roulant dans ce cas) jusqu’à un point (environ 185bpm sur le graphique) où la FC max est atteinte et où elle n’augmente plus.
L’intensité requise pour atteindre les fréquences cardiaques maximales est relative pour toutes les personnes. Par exemple, une personne inapte peut atteindre sa FC max en faisant du jogging à 8km/h alors qu’une personne en forme peut atteindre sa FC max en courant à 20km/h.
Il est important de garder cela à l’esprit lors de la conception de programmes pour les clients – ce qui peut sembler être une intensité facile pour vous (par exemple, un jogging à 10km/h sur un tapis roulant) pourrait tout à fait littéralement » tuer » quelqu’un qui débute dans l’exercice !
Fréquences cardiaques et intensité de l’exercice
Parce que les fréquences cardiaques (et les intensités requises pour atteindre certaines fréquences cardiaques) varient tellement entre les personnes, de nombreux entraîneurs utilisent l’échelle » Rating of Perceived Exertion » (RPE) pour mesurer et définir l’intensité de l’exercice avec les clients.
L’échelle RPE (illustrée ci-contre) est une échelle simple de 1 à 10 où le client évalue l’intensité de l’exercice en fonction de la difficulté qu’il ressent.
Si vous visiez à faire faire à un nouveau client inapte un entraînement de cyclisme d’intensité faible à modérée et qu’il évaluait l’entraînement à 7, cela indiquerait que vous avez dépassé l’intensité prévue (et que vous pourriez bien avoir dépassé la capacité de votre client à y faire face) !
L’échelle RPE est un moyen facile » convivial pour le client » de mesurer l’intensité en fonction des commentaires du client et de fournir des directives aux clients concernant l’intensité à laquelle ils devraient s’entraîner.
Quelle direction pensez-vous qu’un client trouvera plus facile à comprendre – » faites du jogging à une intensité de 3/10 qui vous semble » légère » pendant 30 minutes « , ou » faites du jogging à un point où votre fréquence cardiaque se situe entre 120 et 135 bpm pendant 30 minutes » ?
Réponse de la fréquence cardiaque à l’entraînement aérobie
Si l’intensité de l’exercice reste constante (c’est-à-dire. 50 % de la fréquence cardiaque maximale d’une personne, ou un EPR de 5 tout au long de l’exercice), alors la fréquence cardiaque augmentera jusqu’à ce qu’elle atteigne ce que l’on appelle » l’état d’équilibre « , où elle reste relativement constante car le système cardiovasculaire répond aux demandes que lui impose l’exercice.
L’état stable est illustré sur le graphique adjacent au point où la fréquence cardiaque s’aplatit après une augmentation initiale dans les premières minutes d’exercice. Pour que l’état stable soit atteint et maintenu, l’intensité de l’exercice doit rester constante.
Le graphique montre également comment les fréquences cardiaques reviennent aux niveaux de repos après la fin de l’exercice. Plus l’exercice est intense, plus il faudra de temps pour que la fréquence cardiaque revienne à son niveau de repos.
Si l’intensité de l’exercice fluctue, alors les fréquences cardiaques fluctueront également. Nous voyons cela lorsque des périodes d’exercice de haute intensité sont entrecoupées de périodes d’exercice de plus faible intensité. Lorsque l’intensité augmente, la fréquence cardiaque augmente également et lorsque l’intensité diminue, la fréquence cardiaque diminue également.
Le graphique suivant montre comment la fréquence cardiaque d’une personne fluctue tout au long d’une course de 11 miles englobant une variété de terrains.
Vous remarquerez qu’à la marque de 4,5 miles, le coureur a augmenté sa vitesse de manière significative, ce qui a entraîné la plus grande augmentation de la fréquence cardiaque. Les chutes de la fréquence cardiaque sont liées à la réduction du rythme et aux parties plus faciles (descente) de la course.
Réponse de la fréquence cardiaque à l’entraînement anaérobie
L’entraînement pour la force, la vitesse et la puissance se concentre sur l’énergie provenant des systèmes énergétiques anaérobies.
Les périodes de travail, ou » sets « , sont généralement courtes (5 à 30 secondes), l’intensité est très élevée (8-10/10 RPE) et les périodes de repos sont longues en comparaison (≥ 2-3 minutes).
En raison de la courte période de travail et de l’utilisation de l’énergie provenant des voies anaérobies, les fréquences cardiaques n’augmentent pas de manière significative et ne présentent donc que des hausses modérées au cours de chaque période de travail.
Elles reviennent également à des niveaux proches du repos pendant chaque période de repos et reviennent à des niveaux normaux quelques minutes après l’arrêt de l’entraînement.
Avec ces types d’entraînement, le système cardiovasculaire fonctionne en grande partie pour reconstituer les systèmes énergétiques anaérobies et, en tant que tel, n’est que très peu stimulé.
La réponse de la fréquence cardiaque devient effectivement plus importante à mesure que la durée de chaque période/set de travail augmente (≥ 30 secondes) et ou que la période de récupération raccourcit (≤ 1minute).
On le voit avec l’entraînement pour l’hypertrophie musculaire, l’endurance musculaire et la condition physique anaérobie en particulier, où il y a une plus grande demande pour le système cardiovasculaire pour éliminer l’accumulation de déchets (CO2 et lactate).
Lors de ces types d’entraînement, les fréquences cardiaques augmentent et atteignent un pic à la fin de chaque période/set de travail.
Les pics seront plus importants pour un entraînement orienté sur l’endurance musculaire et la condition anaérobie (périodes de travail plus longues et moins de temps de récupération entre chaque période/set de travail).
Comme il y a moins de temps de récupération entre les périodes de travail/sets avec un entraînement axé sur l’endurance musculaire et la condition physique anaérobie, les fréquences cardiaques ont tendance à augmenter progressivement tout au long de la séance d’entraînement ainsi qu’à avoir des pics à la fin de chaque série.
En raison de cela, il faut plus de temps (20-40 minutes) pour que la fréquence cardiaque et le volume systolique reviennent à des niveaux normaux de repos à la fin de la séance d’entraînement.
Cela est dû à une plus grande demande imposée au système cardiovasculaire pour dériver de plus grandes quantités de sang hors des muscles qui travaillent, renvoyer le sang vers les organes vitaux et éliminer l’accumulation de déchets (lactate & CO2).
Cette élévation prolongée de la fréquence cardiaque après l’exercice est connue sous le nom d' »EPOC » (consommation excessive d’oxygène post-exercice). Les fréquences cardiaques restent essentiellement élevées plus longtemps après ces types d’entraînement afin de métaboliser le lactate qui s’est accumulé et de ramener l’organisme à l’homéostasie.
Il y a un bonus supplémentaire avec l’exercice qui fait que la fréquence cardiaque reste élevée plus longtemps, plus de calories sont brûlées en conséquence.
Donc, une séance d’hypertrophie musculaire et, à un degré plus élevé, des séances d’endurance musculaire et de fitness anaérobie peuvent être considérées comme les séances d’entraînement qui continuent à donner même après avoir terminé – et sont certainement bénéfiques pour ceux qui veulent se débarrasser des réserves de graisse indésirables !