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Top tips to develop the quality of endurance in a minimum of time and more … Aerobic capacity

Top tips to develop the quality of endurance in a minimum of time and more … Aerobic capacity
New ! For an update on the same subject you can read Jacki's guide for 35 amazing health benefits of running, according to science

Aerobic capacity quantifies the maximum O2 capacity that can be delivered to our muscles. This depends on two elements: the force of ejection of the blood volume delivered by the heart to the muscles and the ability of oxygen to be used by the active muscles before the blood rises to the heart by the pump effect.
the test for measuring aerobic capacity is VO2 max (measurable by a specialized professional device) The test is performed on a treadmill or rowing machine and measures the maximum volume of oxygen taken from the lungs and delivered to our muscles by unit of time (in liters / min reduced to kg / body weight).
If on one hand the endurance exercise requires the performance of the heart :
• the number of heartbeats per min
• the pumping volume of the blood (volume of systolic ejection)
• the contractility of heart muscles
on the other hand there are biochemical and mechanical adaptations with a preponderant role in the aerobic progression :
• neuro-muscular quality / coordination of muscle chains (gesture efficiency)
• local adaptation at the level of muscle cells: capillaries, mitochondria
• the ability to extract the contribution of O2 led by blood flow
• enzymatic activities.
The development of basic endurance has an effect on your performance and allows you to support a higher total volume of work and recover faster during the rest phase. This is defined by "aerobic capacity".
Aerobic capacity has traditionally been developed by performing high repetition physical activity associated with low intensity. Although this type of approach has proven its effectiveness, it is clear that it can lead to adverse effects if it is the only protocol used for progression in endurance.
Polarized endurance training is time-consuming and presents trauma
for the non-professional (osteo-articular wear and premature myotendinous of hips, knees, ankles).
Another point, and not least, the impact of this type of training on metabolism as it can cause oxidative stress on our muscles, increased production of free radicals, chronic or adrenal fatigue (rest phases not respected) with disruption of the hormonal balance associated with loss of libido due to testosterone or estrogen drop (sometimes leading to low bone density in women).

Here is an example of aerobic exercise :
Type of exercise: running, cycling, swimming, brisk walking
Frequency: 5 sessions per week
Duration: 45 to 60 minutes per session
Method: Polarized cardio, intensity 65% VO2max *
Physiological response: increase of VO2, development of mitochondrial density.

It has been known for a long time that in top athletes, solicitation of the same energetic chains with excessive and repetitive use is a non-constructive element (catabolism).
On the contrary, they carefully arrange their bodies by a planning strategy based on the 80/20 principle of Pareto consisting of alternating aerobic training which provides for 80% of the total planning a low intensity work and a 20% constituted by peaks of exercises at very high intensity. This is the « High Intensity Interval Training » (HIIT) method.
According to a study High-Intensity Interval Training or HIIT, by this method one can develop more quickly the endurance and the muscular reinforcement in only 7 weeks of training, while being more respectful of the physical integrity (for recall, the VO2 can only increase by 20% to 35% maximum of the initial level). Another advantage is that it offers an energy boost that is closer to sports activities, which alternate between intense effort and active rest phases...

Top tips to develop the quality of endurance in a minimum of time and more … Aerobic capacity
In short, HIIT is characterized by:
• Variation of volumes and intensities of efforts
• Reduction in the number of total hours of training per week
• Development of specific and general endurance
• Development of VO2max
• Better use of O2 by the muscles
• Higher post-exercise O2 consumption (more caloric expenditure)
• Micro-vascular rise
• Strengthening of skeletal muscles
• Reduction of cramps at the end of the race or exercises

More about the HIIT method :
It associates various forms of training with the use of optimization accessories that allow to carry out a daily life without excessive fatigue with, for objective, progression in endurance in a shorter period of time (7 weeks) and more secure for physical integrity.
HIIT uses different energy sources than the polarized workout while achieving the same results in terms of VO2 optimization and muscle building.
General principles of HIIT training
To practice a physical activity of endurance like for example a callisthenic exercise (weight of the body) or specific to the discipline (coordination) with a correct technique (shadowboxing, running, cycling, cross-country skiing ...)

Warm-up: between 5 and 10 minutes
Method: HIIT cardio in circuit
Duration: between 20 and 30 minutes
Intensity: 90 to 95%
Recovery: total or active
Frequency: 3 x week

Example of HIIT exercise :
Objective: Increase of aerobic and anaerobic capacity
Device: treadmill
Frequency: 3 sessions per week
Duration: 20 to 30 minutes per session
Method: High intensity then very low.
Circuit x 3 :
2 min intense and 30 sec recovery (walking)
2 min intense and 20 sec recovery
2 min intense and 10 sec recovery

Physiological effect: Optimization of aerobic and anaerobic capacity (in x 3 weeks) superior to aerobic work alone (in x 5 weeks), increased enzymatic capacity, mitochondrial adaptation, better insulin resistance, optimized consumption of Local O2 with better muscle contraction force.

Second example of Aurélien Broussal
Objective: a break-neck pace in the fight
Method: circuit x 3 of 45 sec / 15 sec, 45 sec / 15 sec
Intense: maximum 45 sec (lactic capacity) / 15 sec coordination (lactic power)
Recovery: 4 to 5 min

Top tips to develop the quality of endurance in a minimum of time and more … Aerobic capacity
Other training options...
crossfit and endurance
MacKenzie's crossfit for endurance, endurance program in 12 weeks
Inside some machines are designed to condition a good biomechanics of placement of the practitioner:
• The treadmill example as the Trueformrunner
• The elliptical trainer that promotes the development of the hips propulsion force.
• The inclined plane of the treadmill that adapts the foot strength under various propulsion angles, the aim being to reduce the total volume of outdoor km per week avoiding the descent phase and also the race time with higher metabolic effects (mitochondrial elevation)
• The treadmilldesk allow to advantageously combine a domestic activity (like answering a long phone call) all to a physical activity like walking (during 45 min) the treadmill desk was popularized by Dr James Levine.

Outside we can use treadmills devices like:
• The ElliptiGO or Marcpro bike that further strengthens the lower limbs (hips, thighs, calves) muscles without any joint trauma.
As mentioned, in order to accelerate progression, one can combine cardio exercises with training accessories. Some examples :
• Sports technology: electrostimulation Compex ARX RX10017
• trainingmask18: provides breathing resistance and increases ventilatory capacity and stress management (which is different from the effect of altitude training)
Powerbreathing for strengthening the lung capacity
Hypoxia (altitude, sauna,) that increases the production of red blood cells, transport, use of O2. Hyperbare20 Oxygen.
• Weighted vest for an effect on explosiveness, cardio
• Elastic resistance bands effect on explosiveness, overspeed, technique, cardio
Extremely slow resistance (isokinetic): isometric exercises
Another approach comes from the Soviet Training Journal. The endurance, velocity, intensity, buffering power of the muscle against lactic acid can be enhanced by including exercises in a position with isometric muscle contraction. This training system has been improved by Jay Schroeder (Extremely Slow resistance training) and Marv Marinovich (Isokinetic)

The principle is to execute the following sequence :
− an isometric exercise: 3 to 5 minutes
− overspeed work (with or without low load)
− an electro-stimulation-EMS session (with 93% contraction using the POV machine
on exercises like:
• push-ups
• vertical traction
• dip
• split squat
• unipodal squat
• Leg Curl Hamstring tibialis
• biceps curl

Psychophysiological and technical effect :
− increase of gestural control
− decrease of compensatory muscular work
− resistance to lactic acid (buffering capacity)
− better use of energy, primary source for aerobic capacity
− guaranteed impact on endurance speed, neuromuscular and mental system.

What do we notice?
Studies indicate that the combination of cardio work with resistance exercises is a better approach than resistance alone or cardio alone.
The whole thing sticks to the specific need of the majority of the disciplines which almost never falls under pure endurance (except professional endurance race).
Cardio, resistance and cardio-resistance workout sequences with a "HIIT" (High Intensity Interval Training) approach with a change of pace with a phase of acceleration and active rest, allow to get closer to more specific requests discipline while accelerating aerobic fitness.
In this context, the total time of work is less and causes less mechanical traumatologies.
In conclusion, if the development of endurance favors stimulate slow muscle fibers (slow twich), it is good to also develop fast fibers by adding power or speed exercises.

Reading tip:
The endurance handbook by Dr Philipp Mafetone
Jacki's website

Comment développer la qualité de l'endurance en un minimum de temps et bien plus…

Top tips to develop the quality of endurance in a minimum of time and more … Aerobic capacity
La capacité aérobie quantifie la capacité maximale d'O2 qu'on peut délivrer à nos muscles. Celle-ci dépend de deux éléments : la force d'éjection du volume sanguin délivrée par le cœur aux muscles et la capacité d'utilisation de l'oxygène par les muscles actifs avant que le sang ne remonte au cœur par l'effet de pompe.

le test pour mesurer la capacité aérobie est le VO2 max (mesurable par un appareil professionnel spécialisé) Le test* est effectué sur un tapis de course ou un rameur et mesure le volume maximal d'oxygène prélevé au niveau des poumons et délivré à nos muscles par unité de temps (en litres/min ramené au kg/poids du corps).

Si d'une part l'exercice d'endurance sollicite la performance du cœur:
• le nombre de battement cardiaque par min
• le volume de pompage du sang (volume d'éjection systolique)
• la force de contraction du muscle cardiaque

d'autre part il y a adaptations biochimiques et mécaniques avec un rôle prépondérant dans la progression aérobie :
• la qualité neuro musculaire / coordination des chaînes musculaires (efficience gestuelle)
• l'adaptation locale au niveau des cellules musculaires : les capillaires, les mitochondries
• la capacité d'extraction de l'apport de l'O2 mené par le flux sanguin
• les activités enzymatiques.

Le développement de l'endurance de base a un effet sur votre performance et permet de supporter un plus haut volume total de travail et de récupérer plus vite en phase de repos. C'est ce qu'on définit par la "capacité aérobie".
On développe traditionnellement la capacité aérobie en réalisant une activité physique à haut volume de répétitions associée à une faible intensité. Bien que ce type d'approche ait prouvé son efficacité, force est de constaterqu'elle peut amener occasionner des effets pervers si c'est le seul protocole utilisé pour la progression en endurance.

L'entraînement en endurance polarisé est chronophage et présente des risques de traumatisme pour le non-professionnels (usure ostéoarticulaire et myotendineuse prématurée des hanches, genoux, chevilles).
Un autre point, et non des moindres, les incidences de ce type d'entraînement sur le métabolisme du fait qu'il peut causer un stress oxydatif sur nos muscles, une production accrue de radicaux libres, une fatigue chronique ou surrénale (phases de repos non respectées) avec un dérèglement de la balance hormonale associé à une de perte de libido due à la baisse de la testostérone ou de l'estrogène(entrainant parfois une faible densité osseuse chez les femmes).

Voici un exemple d’exercice de type aérobie :
Exercice type : course, vélo, nage, marche rapide
Fréquence : 5 séances par semaine
Durée: 45 à 60 min par séance
Méthode : Cardio polarisé, intensité 65 % du VO2max*
Réaction physiologique : élévation du VO2, développement de la densité mitochondriale.

Top tips to develop the quality of endurance in a minimum of time and more … Aerobic capacity
On sait depuis longtemps que chez les athlètes de haut niveau, la sollicitation des mêmes filières énergétiques avec excès et à répétition est un élément non constructif (catabolisme).
Bien au contraire, ceux-ci aménagent soigneusement leurs corps par une stratégie de planification suivant le principe du 80/20 de Pareto* consistant en un entraînement aérobie alterné qui prévoit pour 80 % de la planification totale un travail à faible intensité et un 20 % constitué par des pics d'exercices à très haute intensité. C’est la méthode « High Intensity Interval Training » (HIIT).
Selon une étude High-Intensity Interval Training (HIIT) , par cette méthode on peut développer plus rapidement l'endurance et le renforcement musculaire en seulement 7 semaines d'entraînement, tout en étant plus respectueux de l'intégrité physique (pour rappel, le VO2 ne peut augmenter que de 20% à 35% maximum du niveau initial). Autre avantage, elle propose une sollicitation énergétique plus proche des activités sportives qui alternent des phases d’effort intense à des phases de repos actif.

En synthèse le HIIT se caractérise par :

• Variation des volumes et intensités des efforts
• Réduction du nombre d'heures totales de training par semaine
• Développement de l’endurance spécifique et générale
• Développement du VO2max
• Meilleure utilisation de l’O2 par les muscles
• Supérieure consommation de O2 post-exercice (plus de dépenses caloriques)
• Elévation micro-vasculaire
• Renforcement des muscles squelettiques
• Réduction des crampes en fin de course ou d'exercices

Plus de méthode HIIT ...

Il associe à des formes d'entrainement variées l’utilisation d’accessoires d'optimisation qui permettent de mener à bien une vie quotidienne sans fatigue excessive avec, pour objectif, la progression en endurance dans un laps de temps plus court (7 semaines) et plus sécurisant pour l'intégrité physique.
L’HIIT utilise des sources d’énergie différentes de celles de l’entrainement polarisé tout en permettant d’obtenir les mêmes résultats en termes d’optimisation du VO2 et du renforcement musculaire.

Principes généraux de l’entrainement HIIT
Pratiquer une activité physique d'endurance comme par exemple un exercice callisthénique* (poids du corps) ou spécifique à la discipline (coordination) avec une technique correcte (shadowboxing, course à pieds, vélo, ski de fond…)

Echauffement : entre 5 et 10 min
Méthode : cardio HIIT en circuit
Durée: entre 20 et 30 min
Intensité : 90 à 95%
Récupération : total ou actif
Fréquence : 3 x semaine

Exemple d’exercice HIIT :
Objectif : Elévation de la capacité aérobie et anaérobie
Appareil : tapis de course
Fréquence : 3 séances par semaine
Durée: 20 à 30 min par séance
Méthode : Intensité élevée puis très faible.
Circuit x 3 :
2 min intense et et 30 sec récupération (marche)
2 min intense et 20 sec récup
2 min intense et 10 sec récup

Effet physiologique: Optimisation de la capacité aérobie et et anaèrobie ( en X 3 semaine ) supérieure au travail aérobie seule ( en X5 semaine ), élévation de la capacité enzymatique, adaptation mitochondriale, meilleure résistance à l'insuline, optimisation de la consommation d’O2 locale avec une meilleure force de contraction musculaire.

Second exemple d'Aurélien Broussal
objectif :rythme d'enfer dans le combat
méthode : circuit x 3 de 45 sec /15 sec , 45 sec /15 sec
intensté :maximale 45 sec (capacité lactique ) sec/ 15 sec coordination ( puissance lactique )
récuperation: récup. 4 à 5 min

Autres option entrainement...
- crossfit et endurance un programme sur 6 semaines orienté triathlon
- MacKenzie's crossfit for endurance programme d'endurance en 12 semaines

A l'intérieur certaines machines sont conçues de manière à conditionner une bonne biomécanique de placement du pratiquant :
• Le tapis de couse exemple... le Trueformrunner*
• Le vélo elliptique qui favorise le développement de la force de propulsion des hanches.
• le plan incliné sur tapis de course qui permet d'adapter la force du pied sous divers angles de propulsion, l'objectif étant de réduire le volume total de km outdoor par semaine en évitant la phase de descente et aussi le temps de course avec des effets supérieurs sur le plan métabolique (élévation mitochondriale)
Les treadmill desk permettent de combiner avantageusement une activité domestique (comme répondre à un long coup de fil) tout à une activité physique comme la marche (durant 45 min) le treadmill desk à été popularisé par le Dr James Levine.

A l’extérieur on peut utiliser des appareils treadmills comme :
Le vélo ElliptiGO qui renforce davantage les muscles propulseurs des membres inférieurs (des hanches, cuisses, mollets) sans traumatismes articulaires.

Comme évoqué, afin d'accélérer la progression, on peut combiner les exercices cardio avec des accessoires d'entraînement. Quelques exemples :
• Technologies sportive : electrostimulation Compex ou Marcpro, ARX RX100
trainingmask: qui permet d’effectuer un travail de résistance respiratoire et accroît la capacité ventilatoire et la gestion du stress (ce qui est différent de l'effet de l'entraînement en altitude)
Powerbreathing pour le renforcement de la capacité pulmonaire
Hypoxie altitude, sauna, ) qui accroît la production de globules rouges, le transport, l'utilisation de l'O2. Oxygène hyperbarre
Gilet lestés pour un effet sur l'explosivité, le cardio
Bandes de résistance élastiques un effet sur l'explosivité, la survitesse, la technique, le cardio

Top tips to develop the quality of endurance in a minimum of time and more … Aerobic capacity
Extremely slow resistance (isokinetic) : les exercices isométriques
Une autre approche nous vient du le Soviet Training Journal. On peut renforcer l’endurance, la vélocité, l’intensité, le pouvoir tampon du muscle face à l'acide lactique en incluant des exercices dans une position à contraction musculaire isométrique. Ce système d'entraînement a été amélioré par Jay Schroeder (Extremely Slow resistance training*) et Marv Marinovich (Isokinetic)*

Le principe est d’exécuter la séquence suivante :
• - un exercice isométrique : de 3 à 5 min
• - un travail en survélocité (sans ou avec faible charge)
• - une séance d’électro myo stimulation-EMS ( avec 93 % de contraction en utilIsant la machine POV)

sur des exercices de :
• pompe
• traction verticale
• dip
• fente avant
• squat unipodal
• leg curl ischio jambier
• biceps curl

Effet psycho-physiologique et technique :
• élévation du contrôle gestuel
• diminution du travail musculaire compensatoire
• capacité de résistance à l'acide lactique (pouvoir tampon)
• meilleure utilisation de l’énergie, source première pour la capacité aérobie
• impact garanti sur l'endurance vitesse, le système neuromusculaire et mental.

Que constate t-on ?

Les études indiquent que la combinaison du travail cardio avec des exercices de résistance est une meilleure approche que la résistance seule ou le cardio seul.
Le tout colle au besoin spécifique de la majorité des disciplines qui ne rélève presque jamais de l'endurance pure (sauf course d'endurance professionnelle).
Les séquences d'exercices de cardio, de résistance et de cardio résistanceavec une approche "HIIT"(High Intensity Interval Training) à changement de cadence avec une phase d'accélération et de repos active,permettent de se rapprocher des sollicitations plus spécifiques à la discipline tout en accélérant l'adaptions aérobie.
Dans ce cadre, le laps de temps total de travail est moindre et occasionne moins de traumatologies d'un point mécanique.
En conclusion, si le développement de l'endurance favorise les fibres lentes du muscle (slow twich), il est bon de développer également les fibres rapides en ajoutant des exercices de puissance ou de vitesse.

Conseil de lecture :

the endurance handbook by Dr Philipp Mafetone

appareil d'élétrostimulation professionel Povsport

Hervé Gonçalves