Bilan énergétique dans les environnements extrêmes : recherche de la limite EI (StOMPE)

Les épreuves d'endurance prolongées offrent une occasion unique d'étudier les limites physiologiques de la performance humaine. Lorsque la nutrition est adéquate, le maintien du poids est directement lié à la dépense énergétique. Cependant, dans des environnements extrêmes, comme l'aviron océanique, nous avons montré que les rameurs perdaient 10 % de poids, avaient une dépense énergétique élevée (5 000 kcal/j ou 3,1 x le métabolisme de base) qui n'était pas couverte par l'apport énergétique (EI). Même en présence de plus de ~5000kcal de nourriture par jour, les rameurs ont choisi de ne manger que ~3800kcal/j (2,4 x RMR) et ont perdu du poids, plutôt que de manger plus. Il est également rare, en dehors des performances d'élite, que l'IE soit supérieur à 2,5 x RMR et suggère une sorte de mécanisme de régulation. Des travaux antérieurs ont montré (Thurber et al., 2019) que des dépenses énergétiques élevées (EE) ne sont pas durables sur de longues périodes et que l'EE diminue avec la durée, plafonnant à environ 2,5 x RMR. Il s'agit d'essayer d'équilibrer les besoins énergétiques afin de minimiser la perte de masse corporelle et d'augmenter les chances de survie. En utilisant les données de la précédente étude doctorale sur les rameurs océaniques (Holsgrove-West., 1ère étude doctorale), et en extrapolant les données des études utilisées pour modéliser l'ETE et la durée (Thurber et al., 2019), et les études de suralimentation (Siervo et al 2008 ), l'apport énergétique volontaire calculé à partir de la perte de masse corporelle était constamment autour de 2,4 x RMR, suggérant une valeur numérique possible à la limite de l'IE. Cela ne m'a pas été mesuré expérimentalement. Si la théorie de l'EI maximal est vraie, tout apport supérieur au maximum [2,4 x RMR] ne peut pas être utilisé pour l'énergie et serait excrété. Toute perte de BM refléterait donc la différence entre l'EE et l'EI maximal, et non l'EI réel. L'étude de la limite de l'EI nécessite donc des mesures simultanées de l'EE, de l'EI et des changements de masse corporelle tout en garantissant un EI supérieur au maximum théorique. En présence d'un déficit énergétique et d'une perte de masse corporelle, les rameurs océaniques ont démontré une réponse adaptative en conservant ou en perdant sélectivement du muscle. Les muscles chargés étaient préservés tandis que les muscles déchargés s'atrophiaient. Une contre-mesure évidente pourrait être de charger les muscles qui s'atrophient, mais à quel prix ? Avec un apport énergétique limité et une plus grande demande de la masse musculaire, d'autres composants de l'EE tels que le RMR, le NEAT ou le composant d'exercice peuvent compenser ou subir une plus grande perte de masse corporelle. Cette interaction mérite une enquête plus approfondie. D'un point de vue logistique, il est difficile de demander aux rameurs de faire de l'exercice à mi-course, et la conformité serait inconnue. Une expédition qui implique une plus grande implication musculaire et un EE élevé est nécessaire. Trekking à travers le Groenland fournit l'environnement EE élevé sans la désuétude des membres inférieurs. De plus, pour des raisons logistiques de stockage des échantillons en aviron océanique, la dépense et l'apport énergétiques n'ont été collectés que la dernière semaine de la ligne, et le bilan énergétique ne correspondait pas à la perte de masse corporelle. Cela indiquerait un déficit énergétique différent et une dépense ou un apport énergétique différent plus tôt dans la rangée. Ces changements aigus initiaux sont inconnus et peuvent être responsables de la perte de poids importante observée à la fin de la rangée. Ce projet tentera de combler cette lacune et de mesurer ces changements initiaux en mesurant quotidiennement l'IE et l'EE. L'EI est rarement mesurée parallèlement à l'EE et à la perte de masse corporelle et est plutôt déduite de l'EE. Cette étude vise à établir si cet EI maximal existe, en mesurant directement les deux composantes du bilan énergétique et la façon dont le corps compense les changements dans les composantes de l'EE.

Siervo M, Frühbeck G, Dixon A, Goldberg GR, Coward WA, Murgatroyd PR, et al. (2008) Efficacité des réponses homéostatiques autorégulatrices à l'excès calorique imposé chez les hommes maigres. Am J Physiol Endocrinol Metab;294:E416-E424.

Thurber, C L. R. Dugas, C. Ocobock, B. Carlson, J. R. Speakman, H. Pontzer, (2019) Les événements extrêmes révèlent une limite alimentaire sur la dépense énergétique humaine maximale soutenue. Sci. Adv. 5, eaaw0341