Predicting recovery oxygen consumption after cycle exercise^⋆

Modélisation de l’EPOC après un exercice continu de puissance constante réalisé sur ergocycle

Florent Botton^1,2, Christophe Hautier² and Jean-Paul Eclache¹

¹ ASTB (Association Sport Travail Biologie), Laboratoire de la Performance, 10 rue des Tulipes, 69680 Lyon-Chassieu, France
² CRIS (Centre de Recherche et d’Innovation sur le Sport), Campus Universitaire de la Doua, 69622 Lyon-Villeurbanne, France

Received: 28 March 2011
Accepted: 16 June 2011

Abstract

The purpose of this study was to construct a mathematical model using the EPOC literature in order to predict “excess post-exercise oxygen consumption” magnitude (EPOC) and analyse the impact of its majors determinants: O₂ deficit (DO₂), Exercise O₂ consumption (EOC), exercise intensity (P) (% and exercise duration (t) (min). The selected data included 15 different studies from international literature and 33 EPOC values (n = 33) measured after cycle exercise performed between 29 and 80% . EPOC was calculated as the time integral of the difference in O₂ uptake and baseline (. In the controlled group (group(c)) (n = 8), value was measured during 12 h during a separate rest control experiment and in the no controlled group (group(nc)) (n = 25), baseline was a single measure determined on less than one hour before the exercise. The proposed model was: predicted EPOC (L) = (1 + x    ·    ((– DO₂ where x, g and h were constants determined thanks to group(c) (x = 0.045, g = 2.7 and h = 1.6), was expressed in L.min^-1. DO₂ had a low and no significant correlation coefficient with measured EPOC (n = 25, r = 0.33) contrary to EOC (n = 25, r = 0.71, p < 0.005). The model accounted for 95.6% and 77.7% of the variance in measured EPOC in the group(c) (n = 8, r = 0.98, p < 0.001) and in the group(nc) (n = 25, r = 0.88, p < 0.001) respectively. The model supported exercise intensity as the primary determinant of the EPOC magnitude. The interest of this model was to predict EPOC magnitude for a wide range of intensities and durations.

Résumé

Le but de l’étude était de construire un modèle mathématique à partir des données de la littérature permettant de prédire l’amplitude de l’«excess post-exercise oxygen consumption» (EPOC) et d’analyser l’impact du déficit en O₂ (DO₂) (L), de la quantité d’O₂ consommée (EOC) (L), de l’intensité de l’exercice (P) (% et de la durée (t) (min). Quinze études de la littérature donnant 33 valeurs d’EPOC (n = 33) mesurées après des exercices sur ergocycle de puissance sous-maximale variant de 29 % à 80 % sont sélectionnées. L’EPOC est la sur-consommation d’oxygène en période de récupération par rapport à la consommation d’oxygène de l’organisme au repos ( : est mesurée lors d’une autre expérimentation sur 12 h (groupe contrôle (c)) (n = 8) ou avant l’exercice (groupe non contrôle (nc)) (n = 25). Le modèle est de la forme : EPOC prédit (L) = (1 + x   ·    ((– DO₂ o*error*ùx, g et h sont des constantes déterminées sur le groupe (c) (x = 0.045, g = 2.7 and h = 1.6) et où le est exprimé en L.min^-1. DO₂ présente une faible corrélation avec les valeurs d’EPOC mesurées (n = 25, r = 0.33) contrairement à EOC (n = 25, r = 0.71, p < 0.005). Ce modèle explique respectivement 95.6 % et 77.7 % de la variabilité de l’EPOC du groupe (c) (n = 8, r = 0.98, p < 0.001) et (nc) (n = 25, r = 0.88, p < 0.001). Ce modèle montre que l’intensité de l’exercice est le principal déterminant de l’amplitude de l’EPOC. Il permet de prédire de façon satisfaisante l’EPOC pour des puissances et des durées d’exercices variées.