TD1 : dépense énergétique, calorimétrie

TD1 : dépense énergétique, calorimétrie

Calorimétrie

Plusieurs méthodes permettent de calculer la dépense énergétique au repos ou à l'exercice. Se basant sur :

• La chaleur corporelle dégagée (calorimétrie directe),
• Les échanges gazeux (calorimétrie indirecte).

La calorimétrie directe

Comme près de 70% de l'énergie sont libérés par le métabolisme sous forme de chaleur, la production d'énergie peut être appréciée à partir de la chaleur produite par l'organisme.

Cette technique utilise une chambre calorimétrique qui mesure la température dégagée par un sujet et apprécie son activité métabolique de façon fiable.

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La calorimétrie indirecte

La dépense calorique peut être évaluée à partir des échanges gazeux respiratoires. Comme plus de 95 % de l'énergie produite dans l'organisme proviennent des réactions oxydatives, le métabolisme est calculé à partir des mesures de CO2 et d’O2 réalisées en état stable.

La calorimétrie indirecte utilise différentes techniques :

• Sacs de Douglas,
• Analyseurs portables
• Analyseurs automatiques

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La calorimétrie indirecte repose sur les réactions physiologiques :

La dépense d’énergie est liée à VO2 : VO2 mesuré lors d’une activité physique fournit une bonne estimation (mesure indirecte) de la dépense énergétique.

La différence entre calorimétrie directe et calorimétrie indirecte ne dépasse pas les 5%

La calorimétrie indirecte se base sur :

• La quantité de CO2 rejeté et
• D’O2 consommé et
• Sur le rapport entre ces deux (QR) lesquels varient selon l’intensité de l’effort et le type de substrat oxydé.

1. Energie au repos (rappel TD S2-L1)

Au repos, nous consommons environ 0,25 l d’O2/min avec un quotient respiratoire (QR) de 0,80. A partir de ces informations, la dépense calorique quotidienne peut être calculée de la façon suivante :

O2 consommé par jour × Kcal utilisées par litre d’O2 soit dépense calorique quotidienne = 360 l d’O2 par jour × 4,8 Kcal/l d’O2 = 1728 Kcal/jour

Détermination de la dépense calorique quotidienne à partir du MET

VO2 (ml/kg.min) de repos est appelé le MET (énergie utilisée pour le métabolisme de base). Il représente 3,5 ml d’O2/kg.min pour tous les humains.

Pour un homme pesant 75 kg, la dépense calorique de repos représente :

Dépense calorique de repos = 3,5 ml d’O2/kg.min × Poids (75 kg) = 262 ml d’O2/min

Dépense calorique de repos = 0,262 l d’O2/min × 4,8 Kcal/l = 1,26 kcal/min

Dépense calorique de repos = 1,26 kcal/min × 60 × 24 = 1814 kcal/24 heures

Pour une femme de 55 kg, la dépense calorique de repos représente :

Dépense calorique de repos = 3,5 ml d’O2/kg.min × Poids (55 kg) = 192 ml d’O2/min

Dépense calorique de repos = 0,192 l d’O2/min × 4,8 Kcal/l = 0,92 kcal/min

Dépense calorique de repos = 0,92 kcal/min × 60 × 24 = 1330 kcal/24 heures

Il s’agit d’une estimation qu’il convient de corriger selon les caractéristiques du sujet (âge, sexe, masse grasse).

Formule tenant compte de l’âge, Poids et Taille (Harris et Benedict revue par Roza et Shizgal, 1984) :

MB (kcal/jour) = 9,740 × poids +172,9 × taille - 4,737 × âge + 667,051

MB (kcal/jour) = 13,707 × poids + 492,3 × taille - 6,673 × âge + 77,607

P : masse en kilogrammes, T : taille en mètres et A : âge en années

Estimation du métabolisme de base à partir de la formule de Harris et Benedict :

Homme : Poids 80 kg ; taille 1,74 m ; âge 55 ans

Femme : Poids 55 kg ; taille 1,64 m ; âge 55 ans

Hommes :         1664 kcal/jour        1,16 kcal/min

Femmes :         1226 kcal/jour        0,85 kcal/mi

La dépense d'énergie au repos constitue le métabolisme de base :

Il correspondant à la quantité minimale d'énergie nécessaire aux fonctions vitales l’organisme, varie de 1200 à 2400 Kcal/jour selon les caractéristiques morphologiques et du sexe de la personne.

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