Le poids des gestes au quotidien

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Êtes-vous d'un tempérament calme ou agité ? Une question d'importance si on suppose que la fébrilité gestuelle pourrait expliquer la différence de corpulence entre les individus. C'est ce qu'une équipe de scientifiques essaie de montrer grâce à de nouveaux outils : les chambres calorimétriques.

Derrière une vitre, dans un espace clos au sein du Centre européen des sciences du goût de Dijon (CESG), un jeune homme replet lit debout un texte à haute voix. Il est enfermé depuis près de vingt heures, mais paraît détendu malgré l'exiguïté de la pièce, où l'on aperçoit un lavabo, une table, une chaise, un lit pliant et un vélo d'appartement. L'exercice terminé, une jeune femme saisit un interphone et l'informe qu'il peut reprendre ses activités à sa guise.

« Raphaël participe à une vaste étude qui consiste à mesurer très précisément la dépense énergétique due à l'activité quotidienne, explique Virginie Van Wymelbeke, nutritionniste. Pour la première fois, nous essayons de comprendre pourquoi des individus ont des corpulences si différentes alors qu'ils ont des habitudes alimentaires assez semblables ». Et l'obésité, fléau qui touche aujourd'hui entre 12 et 20 % de la population mondiale, pourrait bénéficier de ces recherches.

Assis sur la chaise, Raphaël se met à dessiner. Mais pourquoi est-il enfermé dans une pièce si petite qu'elle limite forcément ses activités ? Parce qu'il se trouve dans une des deux chambres calorimétriques du CESG. Et rien de ce qu'il peut y faire n'échappe à leur technologie unique en Europe. Leur principal atout : le plancher, tel un plateau de balance, est totalement indépendant du sol et des murs.

Criblé de capteurs, il enregistre toutes les pressions du corps qui se propagent verticalement vers le sol. Ainsi, le moindre mouvement du sujet dans les trois dimensions de l'espace — un pas en avant, une main passée dans les cheveux — se voit aussitôt transformé en un signal dont l'amplitude est le reflet du geste accompli.

Virginie désigne alors un écran où défilent trois courbes représentant les coordonnées spatiales x, y et z de ses mouvements. « Par respect de l'intimité, poursuit-elle, il n'y a pas de caméra dans la chambre. On ne peut donc pas savoir exactement à quoi les signaux correspondent. C'est pourquoi, nous demandons régulièrement au sujet contraint dans l'espace clos ce qu'il fait, pour vérifier s'il bouge peu ou s'il reste actif. »

Pendant 24 heures, son emploi du temps est très strict et tous ses faits et gestes sont notés et contrôlés : aux périodes de repos, où il doit rester allongé sur son lit sans rien faire et sans dormir, succèdent des activités imposées (activités physiques — du vélo —, intellectuelles — un puzzle — et jeux d'adresse — le mikado-) et des activités libres. Les repas sont pris à heures fixes et correspondent à ses habitudes alimentaires (1). Et la qualité de son sommeil est aussi prise en compte (2).

L'autre particularité de la chambre est de mesurer à chaque minute les échanges gazeux : consommation d'oxygène et rejet de dioxyde de carbone. La pièce qui est régulée en température et en humidité reçoit de l'air prélevé à l'extérieur du bâtiment. Une partie arrive dans la chambre et l'autre dans des analyseurs. Parallèlement, de l'air confiné est régulièrement extrait de la chambre. Il est alors analysé et comparé. Résultat : la quantité de lipides et de glucides brûlés (3) par le sujet est par ailleurs connue en temps réel. Pour évaluer l'oxydation des protéines, les chercheurs déterminent la concentration et le débit d'urée dans ses urines de la journée.

Mais quel est l'intérêt scientifique de cette chambre et de cette accumulation de mesures ?

« Jusqu'à présent, les dépenses énergétiques liées à l'activité quotidienne n'ont jamais été mesurées, et nous voulons comprendre d'où peuvent venir les variations entre les individus, explique Laurent Brondel, médecin, spécialiste de la physiologie de la nutrition et responsable de la toute récente chambre calorimétrique. C'est pourquoi, nous y menons notre premier grand protocole d'étude. Soixante personnes ont été choisies : vingt en surpoids, vingt avec un poids normal et vingt autres en sous-poids (4). Pour chaque groupe, nous avons essayé de recruter dix gros mangeurs et dix petits mangeurs (5).

Notre hypothèse est que des personnes grosses ayant une alimentation légère ou normale ont une dépense énergétique et donc une activité plus faibles que les autres. Inversement, les personnes minces ou maigres, qui mangent normalement ou beaucoup, ont une dépense énergétique et une activité plus importantes. » Les chercheurs sont sûrs aujourd'hui que les simples fonctions vitales du corps (respiration, fonctionnement des organes et des cellules) représentent 60 % des dépenses énergétiques. La thermogenèse alimentaire, elle, c'est-à-dire le coût énergétique de l'absorption, du stockage et de la digestion des aliments en représente 10 %. Reste donc une inconnue, l'activité physique, qui varierait selon les individus entre 15 et 30 % de la dépense énergétique globale.

C'est justement cette dernière qui intéresse l'équipe du CESG dirigée par Daniel Rigaud, médecin et professeur de nutrition. « En matière d'activité physique, il faut différencier celle qui est volontaire — marcher, courir, cuisiner, travailler — aisément mesurable et quantifiable en termes de dépense énergétique, de celle qui est involontaire, précise-t-il. Ce sont ces gestes subtils et inconscients que nous effectuons continuellement, jour et nuit, et qui peuvent être variables selon notre état d'esprit. C'est ici leur importance réelle dans la dépense énergétique globale que nous essayons de mesurer. »

Comment ? C'est là qu'intervient Vincent Gigot, ingénieur de recherche et spécialiste du « Traitement du signal ». À partir d'astucieuses équations, il arrive à déterminer la dépense énergétique globale du sujet en calculant le débit d'oxygène consommé et celui du dioxyde de carbone rejeté. Comme il sait en temps réel le nombre de calories que le sujet consomme par minute, et qu'il mesure de façon certaine les dépenses liées aux différentes activités physiques et volontaires du sujet, comme il connaît le coût des fonctions vitales et de la thermogenèse alimentaire, la différence entre la dépense énergétique globale et la somme cumulée des activités viendra nécessairement de l'activité involontaire.

Pour Laurent Brondel, la nervosité gestuelle est peut-être liée à nos besoins alimentaires. Nous prévient-elle qu'il est temps pour notre organisme de s'alimenter ? Nous permet-elle de dépenser notre surplus d'énergie ? Il rappelle alors qu'à l'origine, l'homme était un chasseur-cueilleur très actif, tenu de beaucoup se dépenser pour rechercher son alimentation. Aujourd'hui, nos activités ont fortement évolué et entraînent une inertie corporelle. Mais notre organisme, lui, n'a pas vraiment changé au cours des millénaires. C'est sans doute pour cela que l'obésité augmente de façon alarmante depuis une vingtaine d'années. Les résultats de l'étude qui seront connus d'ici quelques mois confirmeront ou infirmeront cette hypothèse.

Il est 18h, Raphaël sort enfin de la chambre après 24h de confinement. Rendez-vous est pris dans quinze jours pour la seconde séance que prévoit le protocole.

Chambres calorimétriques : et demain ?

Construites en 1998 par Stelios Nicolaïdis, médecin et ancien directeur du CESG, à partir d'un modèle existant pour étudier le comportement alimentaire du rat, les deux chambres calorimétriques n'avaient jamais pu fonctionner, souffrant notamment de problèmes d'étanchéité. Mais Laurent Brondel les a patiemment auscultées, il y a un an et demi, et entièrement reconstruites. Aujourd'hui, la petite chambre de 9m2 qui a prouvé son efficacité lors de tests suscite bien des convoitises. De nombreux projets de recherches sont programmés : étude de la lipolyse (utilisation des graisses) chez les obèses avec une unité Inserm (Institut national de la santé et de la recherche médicale) de Toulouse ; étude de l'influence du stress sur la dépense énergétique ; mise au point d'appareils plus précis qui mesurent l'activité physique (actimètres)... D'ici quelques mois, la seconde chambre de 18 m2 sera opérationnelle. Plus vaste et plus confortable, elle élargira encore le potentiel de recherche du CESG.

Références :

  1. Pendant la semaine précédant l'enfermement, les sujets sélectionnés ont noté dans un carnet tout ce qu'ils ont mangé, en quelle quantité et dans quelles conditions.
  2. La dépense énergétique lors de la période nocturne est également dans la ligne de mire des chercheurs.
  3. On peut calculer à partir de l'air expiré la quantité de lipides et de glucides oxydée par un individu.
  4. Le calcul de l'Indice de masse corporelle (IMC) permet de le savoir : il faut diviser le poids (en kg) par la taille (en mètre) au carré. Le résultat doit être compris entre 19 et 25.
  5. On estime qu'un gros mangeur consomme 50 % de plus que ce qu'il dépense en énergie et un petit mangeur 50 % de moins.

SOURCE : Communiqué de presse du CNRS

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