Estimating energy expenditure for brief bouts of exercise with acute recovery

摘要

Four indirect estimations of energy expenditure were examined, (i) O₂ debt, (ii) O₂ deficit, (iii) blood lactate concentration, and (iv) excess CO₂ production during and after 6 exercise durations (2, 4, 10, 15, 30, and 75 s) performed at 3 different intensities (50%, 100%, and 200% of VO_{2 max}). Analysis of variance (ANOVA) was used to determine if significant differences existed among these 4 estimations of anaerobic energy expenditure and among 4 estimations of total energy expenditure (that included exercise O₂ uptake and excess post-exercise oxygen consumption, or EPOC, measurements). The data indicate that estimations of anaerobic energy expenditure often differed for brief (2, 4, and 10 s) bouts of exercise, but this did not extend to total energy expenditure. At the higher exercise intensities with the longest durations O₂ deficit, blood lactate concentration, and excess CO₂ estimates of anaerobic and total energy expenditure revealed high variability; however, they were not statistically different. Moreover, they all differed significantly from the O₂ debt interpretation (p < 0.05). It is concluded that as the contribution of rapid substrate-level ATP turnover with lactate production becomes larger, the greatest error in quantifying total energy expenditure is suggested to occur not with the method of estimation, but with the omission of a reasonable estimate of anaerobic energy expenditure.Key words: O₂ deficit, lactate, O₂ debt, EPOC, anaerobic energy expenditure.Nous analysons quatre mesures indirectes de la dépense d'énergie en anaérobiose : la dette d'oxygène, le déficit d'oxygène, la production de lactate et le surplus de production du CO₂ pendant et à la suite de 6 exercices de durée différente (2, 4, 10, 15, 30 et 75 s) et d'intensité variée (50 %, 100 %, 200 % du VO_{2 max}). On utilise une analyse de variance pour tester statistiquement les différences entre les quatre mesures indirectes de la dépense d'énergie en anaérobiose et les quatre mesures indirectes de la dépense d'énergie totale obtenues par l'analyse de la consommation d'oxygène durant l'effort et de celle au-dessus des valeurs de repos durant la récupération. D'après ces observations, l'estimation de la dépense d'énergie anaérobie varie d'une brève période d'effort à l'autre (2, 4 et 10 s) mais ne se répercute pas sur la dépense énergétique totale. Au cours des efforts d'intensité plus élevée et de durée plus longue, les mesures indirectes de la dépense d'énergie anaérobie et de la dépense énergétique totale obtenues par l'analyse du déficit d'oxygène, de la production de lactate et du surplus de production du CO₂ présentent une variation importante mais ne sont pas statistiquement différentes. Par contre, ces dernières mesures diffèrent significativement (p < 0,05) de celles obtenues par l'analyse de la dette d'oxygène. En conclusion, au fur et à mesure que s'accroît le renouvellement de l'ATP des substrats dits rapides et associés à la production de lactate, on commet plus d'erreurs dans la détermination de la dépense d'énergie totale : la mise à l'écart d'une bonne proportion de la dépense d'énergie en anaérobiose en est responsable et non pas la méthode.Mots clés : déficit d'oxygène, lactate, dette d'oxygène, EPOC, dépense d'énergie anaérobie.[Traduit par la Rédaction]