Taux métabolique au repos
Technologies pré-informatiquesEdit
Dans les années 1780 pour l’Académie des sciences française, Lavoisier, Laplace et Seguin ont étudié et publié les relations entre la calorimétrie directe et les échanges gazeux respiratoires de sujets mammifères. Cent ans plus tard, au XIXe siècle, pour l’université Wesleyan du Connecticut, les professeurs Atwater et Rosa ont fourni de nombreuses preuves du transport de l’azote, du dioxyde de carbone et de l’oxygène pendant le métabolisme des acides aminés, du glucose et des acides gras chez l’homme, établissant ainsi la valeur de la calorimétrie indirecte pour déterminer la bioénergétique des êtres humains vivant librement. Les travaux d’Atwater et Rosa ont également permis de calculer les valeurs caloriques des aliments, qui sont finalement devenues les critères adoptés par l’USDA pour créer la bibliothèque des calories alimentaires.
Au début du XXe siècle, à l’Université d’Oxford, le chercheur en physiologie Claude Gordon Douglas a mis au point une méthode peu coûteuse et mobile de collecte de l’air expiré (en partie en vue d’expériences à mener au Pike’s Peak, dans le Colorado). Dans cette méthode, le sujet expire dans un sac de collecte presque imperméable et de grand volume pendant une période de temps enregistrée. Le volume entier est mesuré, la teneur en oxygène et en dioxyde de carbone est analysée, et les différences par rapport à l’air » ambiant » inspiré sont calculées pour déterminer les taux d’absorption d’oxygène et de production de dioxyde de carbone.
Pour estimer la dépense énergétique à partir des gaz expirés, plusieurs algorithmes ont été développés. L’un des plus utilisés a été développé en 1949 à l’Université de Glasgow par le physiologiste de recherche J. B. de V. Weir. Son équation abrégée pour l’estimation du taux métabolique a été écrite avec les taux d’échange gazeux en volume/temps, excluant l’azote urinaire, et permettant l’inclusion d’un facteur de conversion temporel de 1,44 pour extrapoler la dépense énergétique sur 24 heures de « kcal par minute » à « kcal par jour ». Weir a utilisé la méthode des sacs de Douglas dans ses expériences, et à l’appui de la négligence de l’effet du métabolisme des protéines dans des conditions physiologiques normales et des habitudes alimentaires de ~12,5% de calories protéiques, il a écrit:
« …En fait si le pourcentage de calories protéiques se situe entre 10 et 14, l’erreur maximale d’utilisation est inférieure à 1 sur 500. »
Mesures du RMR assistées par ordinateurEdit
Au début des années 1970, la technologie informatique a permis le traitement des données sur place, certaines analyses en temps réel et même des affichages graphiques des variables métaboliques, telles que l’O2, le CO2 et le débit d’air, encourageant ainsi les institutions académiques à tester l’exactitude et la précision par de nouvelles méthodes. Quelques années plus tard dans la décennie, des systèmes fonctionnant sur batterie ont fait leurs débuts. Par exemple, une démonstration du système mobile avec affichage numérique de la consommation d’oxygène cumulée et à la minute près a été présentée en 1977 aux Proceedings of the Physiological Society. Au fur et à mesure que les coûts de fabrication et de calcul ont baissé au cours des décennies suivantes, diverses méthodes d’étalonnage universelles permettant de préparer et de comparer différents modèles dans les années 1990 ont attiré l’attention sur les défauts ou les avantages des différentes conceptions. Outre la baisse des coûts, la variable métabolique CO2 était souvent ignorée, favorisant plutôt l’accent mis sur les modèles de consommation d’oxygène pour la gestion du poids et l’entraînement physique.Au cours du nouveau millénaire, des calorimètres indirects plus petits, de la taille d’un ordinateur de bureau, ont été distribués avec des ordinateurs personnels et des imprimantes dédiés, et exécutant des logiciels modernes basés sur Windows.