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Le métabolisme énergétique est la quantification des flux énergétiques dans le corps. La calorimétrie indirecte (équation de Weir) estime la dépense énergétique au repos (REE) en mesurant la consommation d'O et la production de CO : ces gaz reflètent l'oxydation des substrats (lipides : RQ=0,7 ; glucides : RQ=1,0 ; protéines : RQ0,8). Le RQ nous permet également de déduire quel carburant le corps oxyde.

La phosphorylation oxydative dans la chaîne respiratoire mitochondriale convertit le gradient de protons généré par NADH et FADH en ATP (P/O 2,5 et 1,5 respectivement). Le glucose aérobie produit environ 30 à 32 ATP contre seulement 2 ATP dans la glycolyse anaérobie : cela explique pourquoi le lactate s'accumule rapidement lorsque l'apport en O est insuffisant (ischémie, exercice de haute intensité).

La loi de Kleiber (BMR M^0,75) est l'une des régularités biologiques les plus robustes : le métabolisme basal n'évolue pas avec la masse (M^1) mais avec M^0,75, reflétant probablement la géométrie fractale du réseau de distribution sanguine. Cela implique que les grands animaux sont plus efficaces métaboliquement par unité de masse mais nécessitent plus dénergie totale.

VO_max (équation de Fick : CO_max × différence a-v maximale) est la limite supérieure de la capacité aérobie. Chez les sujets non entraînés, la limite est principalement le débit cardiaque maximal (CO_max 20 L/min) ; Chez les athlètes délite, la diffusion pulmonaire et la capacité dextraction musculaire comptent également. VO_max est le meilleur prédicteur de la longévité et de la capacité fonctionnelle cardiaque.

Les MET permettent de quantifier la dépense énergétique des activités physiques de manière pratique : marche à 5 km/h 3,5 MET ; courir à 10 km/h 10 METs. En USI, le REE des patients gravement malades peut être de 1,2 à 2 fois celui prédit par Harris-Benedict (hypermétabolisme), et la calorimétrie indirecte guide la nutrition artificielle pour éviter la suralimentation (hyperglycémie, hypercapnie, difficulté de sevrage du ventilateur).

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