Entraînement au seuil de lactate
Len Kravitz, Ph.D. et Lance Dalleck, Ph.D.
Introduction
Les termes acide lactique et lactate, malgré des différences biochimiques, sont souvent utilisés de manière interchangeable. Les professionnels du fitness ont traditionnellement associé l’acide lactique ou la brûlure à l’incapacité de poursuivre une séance d’exercice intensive à une intensité donnée. Bien que les conditions à l’intérieur des cellules musculaires de l’athlète aient évolué vers l’acidose, la production de lactate elle-même ne crée pas directement l’inconfort (acidose) ressenti à des intensités d’exercice plus élevées. C’est l’accumulation de protons (H+), qui coïncide avec la production de lactate, mais qui n’en est pas la cause, qui entraîne l’acidose, qui nuit à la contraction musculaire et qui conduit finalement à la brûlure et à la fatigue qui y est associée (Robergs, Ghiasvand, Parker 2004). L’accumulation accrue de protons provient plus particulièrement de la division de l’ATP (la molécule qui libère l’énergie du corps) par les filaments de protéines musculaires, afin de soutenir une contraction musculaire vigoureuse. Il est intéressant de noter que la production de lactate est proposée comme un événement physiologique pour neutraliser ou retarder l’environnement acide du muscle de l’exerciseur (Robergs, Ghiasvand, Parker 2004). Ainsi, l’accumulation de lactate, qui pendant des années a été associée à la cause de la brûlure, est en fait un événement métabolique bénéfique visant à diminuer la brûlure. Les scientifiques désignent le conditionnement à cet état physiologique comme un entraînement au seuil de lactate.
Les professionnels du fitness peuvent utiliser ces connaissances pour améliorer les performances d’endurance cardiovasculaire de leurs étudiants et de leurs clients. Tous les athlètes d’endurance mondiaux et olympiques intègrent l’entraînement au seuil de lactate dans leurs séances d’entraînement. Cet article expliquera et discutera de la façon dont les principes de l’entraînement au seuil de lactate peuvent être incorporés dans le programme d’entraînement de vos clients.
Le seuil de lactate et la performance d’endurance
Traditionnellement, l’absorption maximale d’oxygène (VO2max) a été considérée comme la composante clé du succès dans les activités d’exercice prolongées (Bassett & Howley 2000). Cependant, plus récemment, les scientifiques ont rapporté que le seuil de lactate est le prédicteur le plus cohérent de la performance dans les épreuves d’endurance. Des études ont trouvé à plusieurs reprises des corrélations élevées entre la performance dans les épreuves d’endurance telles que la course à pied, le cyclisme et la marche athlétique et la charge de travail maximale en régime permanent au seuil de lactate (McKardle, Katch, & Katch 1996).
Qu’est-ce que le seuil de lactate ?
Au repos et dans des conditions d’exercice en régime permanent, il existe un équilibre entre la production de lactate sanguin et l’élimination du lactate sanguin (Brooks 2000). Le seuil de lactate fait référence à l’intensité de l’exercice à laquelle il y a une augmentation abrupte du taux de lactate sanguin (Roberts & Roberts 1997). Bien que les facteurs physiologiques exacts du seuil de lactate soient encore en cours de résolution, on pense qu’il implique les mécanismes clés suivants (Roberts & Robergs 1997) :
1) Diminution de l’élimination du lactate
2) Augmentation du recrutement des unités motrices à contraction rapide
3) Déséquilibre entre la glycolyse et la respiration mitochondriale
4) Ischémie (faible débit sanguin) ou hypoxie (faible teneur en oxygène dans le sang)
1) Élimination du lactate
Bien qu’elle ait été autrefois considérée comme un événement métabolique négatif, l’augmentation de la production de lactate survenant exclusivement pendant un exercice de haute intensité est naturelle (Robergs, Ghiasvand, Parker 2004). Même au repos, un petit degré de production de lactate a lieu, ce qui indique qu’il doit également exister une élimination du lactate, sinon il y aurait une accumulation de lactate au repos. Les principaux moyens d’élimination du lactate comprennent son absorption par le cœur, le foie et les reins comme carburant métabolique (Brooks 1985). Dans le foie, le lactate fonctionne comme un élément chimique de base pour la production de glucose (connue sous le nom de gluconéogenèse), qui est ensuite libéré dans la circulation sanguine pour être utilisé comme carburant (ou substrat) ailleurs. En outre, les muscles non actifs ou moins actifs sont capables d’absorber et de consommer du lactate. À des intensités d’exercice supérieures au seuil de lactate, il existe un décalage entre la production et l’absorption, le taux d’élimination du lactate étant apparemment en retard sur le taux de production de lactate (Katz & Sahlin 1988).
2) Recrutement accru des unités motrices à contraction rapide
À de faibles niveaux d’intensité, les muscles à contraction lente sont principalement recrutés pour soutenir la charge de travail de l’exercice. Les muscles à contraction lente sont caractérisés par une capacité d’endurance aérobie élevée qui améliore la respiration mitochondriale, qui est le système de production d’énergie ATP aérobie. Avec l’augmentation de l’intensité de l’exercice, on observe une évolution vers le recrutement de muscles à contraction rapide, dont les caractéristiques métaboliques sont orientées vers la glycolyse (une voie énergétique anaérobie). Le recrutement de ces muscles va déplacer le métabolisme énergétique de la respiration mitochondriale davantage vers la glycolyse, ce qui va finalement conduire à une production accrue de lactate (Anderson & Rhodes 1989).
3) Déséquilibre entre la glycolyse et la respiration mitochondriale
Avec des intensités d’exercice croissantes, il y a une dépendance accrue sur le taux dans le transfert du glucose en pyruvate par les réactions de la glycolyse. C’est ce qu’on appelle le flux glycolytique. Le pyruvate, qui est le produit final de la glycolyse, peut soit entrer dans les mitochondries pour une décomposition biologique supplémentaire (pour une éventuelle synthèse d’énergie), soit être converti en lactate. Certains chercheurs pensent qu’à des taux élevés de glycolyse, le pyruvate est produit plus rapidement qu’il ne peut entrer dans la mitochondrie pour la respiration mitochondriale (Wasserman, Beaver, & Whipp 1986). Le pyruvate qui ne peut pas entrer dans les mitochondries sera converti en lactate, qui peut ensuite être utilisé comme carburant ailleurs dans le corps (comme le foie ou d’autres muscles).
4) Ischémie et hypoxie
Pendant des années, on pensait que l’une des principales causes de la production de lactate comprenait de faibles niveaux de flux sanguin (ischémie) ou de faibles niveaux de teneur en oxygène du sang (hypoxie) dans les muscles en exercice (Roberts & Robergs 1997). Cependant, il n’existe pas de données expérimentales indiquant une ischémie ou une hypoxie dans les muscles en exercice, même lors d’épisodes d’exercice très intenses (Brooks 1985).
Qu’est-ce que le seuil anaérobie ?
Le terme seuil anaérobie a été introduit dans les années 1960 sur la base du concept selon lequel à des niveaux d’exercice de haute intensité, de faibles niveaux d’oxygène (ou hypoxie) existent dans les muscles (Roberts & Robergs 1997). À ce stade, pour que l’exercice puisse se poursuivre, l’approvisionnement en énergie doit passer du système énergétique aérobie (respiration mitochondriale) aux systèmes énergétiques anaérobies (glycolyse et système phosphagène).
Cependant, de nombreux chercheurs s’opposent fermement à l’utilisation du terme seuil anaérobie, estimant qu’il est trompeur. Le principal argument contre l’utilisation du terme seuil anaérobie est qu’il suggère que l’approvisionnement en oxygène des muscles est limité à des intensités d’exercice spécifiques. Cependant, rien ne prouve que les muscles soient privés d’oxygène, même à des intensités d’exercice maximales (Brooks 1985). Le deuxième argument principal contre l’utilisation du seuil anaérobie est qu’il suggère qu’à ce point de l’intensité de l’exercice, le métabolisme passe complètement du système énergétique aérobie au système anaérobie. Cette interprétation est une vision trop simpliste de la régulation du métabolisme énergétique, car les systèmes énergétiques anaérobies (glycolyse et système phosphagène) ne prennent pas complètement en charge la tâche de régénération de l’ATP à des intensités d’exercice plus élevées, mais augmentent plutôt l’apport énergétique fourni par la respiration mitochondriale (Robergs, Ghiasvand, Parker, 2004).
Programmes d’entraînement et séances d’entraînement au seuil de lactate
Bien que l’entraînement optimal pour l’amélioration du seuil de lactate n’ait pas encore été entièrement identifié par les chercheurs, il existe tout de même d’excellentes directives que vous pouvez suivre pour générer des programmes d’entraînement et des séances d’entraînement afin d’optimiser les performances d’endurance de la clientèle. La recherche a indiqué que les programmes d’entraînement qui sont une combinaison de volume élevé, d’état stationnaire maximal et d’entraînements par intervalles ont l’effet le plus prononcé sur l’amélioration du seuil de lactate (Roberts & Roberts 1997, Weltman 1995).
Entraînement à volume élevé
Initialement, la meilleure façon d’améliorer les niveaux de seuil de lactate de vos clients est d’augmenter leur volume d’entraînement, quel que soit le mode d’exercice cardiovasculaire. En discutant de l’entraînement du seuil de lactate, nous allons créer une étude de cas pour bien comprendre comment concevoir un programme efficace. Pour notre étude de cas, supposons que le client fait actuellement 100 minutes d’exercice cardiovasculaire par semaine, avec l’objectif d’augmenter le temps total à 200 minutes par semaine. L’augmentation du volume d’entraînement doit être progressive et de l’ordre d’environ 10 à 20 % par semaine (Bompa 1999). Dans notre étude de cas, si le client a progressé de 20 % par semaine, il lui faudra environ quatre semaines pour atteindre en toute sécurité le volume hebdomadaire cible de 200 minutes par semaine. L’échelle d’évaluation de l’effort perçu (RPE) doit être utilisée pour prescrire l’intensité des exercices cardiorespiratoires pendant cette période. Pour cet entraînement à volume élevé, votre client doit s’entraîner à un RPE de 11-12, ce qui correspond subjectivement à un niveau d’intensité d’exercice léger. Mélangez le temps total par séance d’exercice cardiovasculaire tout au long de la semaine, de la manière qui convient le mieux au client. Cependant, la durée minimale d’un exercice cardiovasculaire doit être de 10 minutes. Le principal avantage de l’augmentation du volume d’entraînement est une capacité accrue de la respiration mitochondriale, qui est impérative pour améliorer le seuil de lactate.
Entraînement maximal à l’état stable
L’entraînement à l’état stable au seuil de lactate est souvent appelé exercice maximal à l’état stable ou course tempo. La recherche a montré que le seuil de lactate se produit à 80-90% de la réserve de fréquence cardiaque (HRR) chez les personnes entraînées et à 50-60% de la HRR chez les personnes non entraînées (Weltman 1995). Si vous n’avez pas accès à un laboratoire de physiologie de l’exercice pour obtenir des mesures réelles du seuil de lactate pour vos clients, l’échelle RPE sera le moyen le plus précis de déterminer l’intensité de l’entraînement pour les séances d’exercice maximal en régime permanent. La recherche a montré que l’EPR est fortement lié à la réponse du lactate sanguin à l’exercice, indépendamment du sexe, du statut d’entraînement, du type d’exercice effectué ou de l’intensité de l’entraînement (Weltman 1995). Les résultats des études ont indiqué que le seuil de lactate se situe entre 13 et 15 sur l’échelle RPE, ce qui correspond à des sentiments de quelque peu difficile et difficile (Weltman 1995).
Après l’accumulation du volume d’entraînement décrit ci-dessus, votre client peut commencer des séances d’exercice maximal à l’état stable. Collectivement, ces séances ne devraient pas représenter plus de 10 % du volume hebdomadaire total (Foran 2001). Dans notre étude de cas, 10 % de 200 minutes correspondent à 20 minutes, ce qui est la limite supérieure du temps total accumulé pendant les séances d’exercice maximal d’endurance en une semaine. Bien que cette approche puisse sembler conservatrice, elle permettra d’éviter le surentraînement et les blessures et constitue un merveilleux point de départ.
Entraînement par intervalles au-dessus du seuil de lactate
Les séances d’entraînement par intervalles sont des séances d’entraînement de haute intensité réalisées pendant de courtes durées à des vitesses ou des charges de travail supérieures au seuil de lactate. Bien que vous puissiez concevoir l’entraînement par intervalles comme vous le souhaitez, pour notre étude de cas, nous avons choisi d’alterner une séance de 4 minutes à haute intensité avec une séance de 4 minutes de récupération aérobie à faible intensité. Pendant les séances de haute intensité au-dessus du seuil de lactate, demandez au client de s’exercer à une intensité supérieure à 15 RPE (entraînement subjectif à une intensité DURE ou TRES DURE), mais en deçà d’un effort maximal (19 ou 20 RPE). Encouragez le client à s’entraîner à une intensité très légère (moins de 12 RPE) pendant le temps de récupération. Comme pour les séances d’entraînement maximal en régime permanent, la durée totale de l’entraînement par intervalles ne doit pas dépasser 10 % du volume d’entraînement hebdomadaire. Dans notre étude de cas, 10% de 200 correspond à 20 minutes de séances d’entraînement par intervalles par semaine. Recommandation importante en matière de prescription d’entraînement ! Évitez de programmer les séances d’entraînement par intervalles et les séances d’exercice maximal à l’état stable dans des séances d’entraînement consécutives.
Pensées finales
Le seuil de lactate est le déterminant le plus important du succès dans les activités et les événements liés à l’endurance, et le principal objectif des programmes d’entraînement en endurance devrait être l’amélioration de ce paramètre. Des facteurs tels que le statut d’entraînement, l’âge, le sexe, la masse corporelle, les objectifs et le temps d’entraînement disponible aideront à déterminer les intensités et les volumes d’entraînement réels que votre client est capable d’atteindre. L’utilisation d’un programme d’entraînement au seuil de lactate peut ajouter beaucoup d’excitation et d’intérêt au programme d’entraînement cardiorespiratoire de vos clients. En effectuant un entraînement au seuil de lactate, vos clients augmentent directement leur dépense calorique pendant ce type de programme d’exercice. Expliquez-leur que ce type d’entraînement est également fortement recommandé pour améliorer la perte de poids et la gestion du poids. Progressez lentement et soyez créatif avec ce programme. Bonne chance avec votre entraînement au seuil de lactate !

1. Anderson, G.S., & Rhodes, E.C. 1989. Une revue du lactate sanguin et des méthodes ventilatoires de détection du seuil de transition. Sports Medicine, 8 (1), 43-55.
2. Bassett, D.R., Jr, & Howley, E.T. 2000. Facteurs limitant l’absorption maximale d’oxygène et déterminants de la performance en endurance. Medicine and Science in Sport and Exercise, 32 (1), 70-84.
3. Bompa, T.O. 1999. Periodization : Théorie et méthodologie de l’entraînement, 2e édition, Champaign, IL : Human Kinetics.
4. Brooks, G.A. 2000. Les navettes de lactate intra- et extra-cellulaires. Medicine and Science in Sport and Exercise, 32 (4), 790-799.
5. Brooks, G.A. 1985. Seuil anaérobie : revue du concept et directions pour la recherche future. Médecine et science dans le sport et l’exercice, 17 (1), 22-34.
6. Foran, B. (édité par). 2001. High-Performance Sports Conditioning, Champaign, IL : Human Kinetics.
7. Katz, A. & Sahlin, K. 1988. Régulation de la production d’acide lactique pendant l’exercice. Journal of Applied Physiology, 65 (2), 509-518.
8. McArdle, W.D., Katch, F.I., & Katch, V.L. 1996. Physiologie de l’exercice : Énergie, nutrition et performance humaine. Baltimore, MD : Williams & Wilkins.
9. Robergs, R. A., Ghiasvand, F., Parker, D. (2004). Biochimie de l’acidose métabolique induite par l’exercice. American Journal of Physiology : Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. 287 : R502-R516.
10. Robergs, R.A., & Roberts, S. 1997. Physiologie de l’exercice : Exercice, performance et applications cliniques. St Louis, MO : Mosby.
11. Wasserman, K., Beaver, W.L., & Whipp, B.J. 1986. Mechanisms and patterns of blood lactate increase during exercise in man. Médecine et science dans le sport et l’exercice, 18 (3), 344-352.
12. Weltman, A. 1995. The Blood Lactate Response to Exercise. Champaign, IL : Human Kinetics.

La réponse du lactate sanguin à l’exercice.