Relationship between limbs anthropometrical characteristics and energy expenditure during arm cranking and leg cycling unloaded exercises

PurposeThe purpose of this study was to examine the relationships of VO2 during unloaded arm cranking and leg cycling exercises to respectively relevant upper and lower limbs anthropometrical characteristics.MethodFifteen males completed a 5-min unloaded bout on an arm crank ergometer (60 rpm) and a cycle ergometer (90 rpm). VO2 corresponding to each unloaded exercise (VO2unload), body mass, lengths, and circumferences of upper and lower limbs were measured.ResultsUpper limbs cranking showed a significantly lower (P < 0.001) VO2unload than lower limbs cycling (499.0 ± 56.5 and 981.6 ± 126.0 ml min−1). Moreover, upper and lower limbs VO2unload values were significantly and positively correlated with circumferences, and length of upper and lower limbs, respectively, with highest correlations obtained between circumferences and VO2unload. The amount of VO2unload is then principally dependent (i) on the inertia of the limbs, which increased with the circumference of the limb and (ii) on the arm level, which increased with the length of the limb. On the other hand, body mass was not or less correlated with VO2unload. This result could be explained by the specificity of the unloaded exercise since only the limb muscles were activated, the entire body mass not being representative of the muscle mass activated.

RésuméObjectifsLe but de cette expérimentation était d’étudier les relations entre la dépense énergétique lors d’exercices de pédalage des membres supérieurs et inférieurs et les caractéristiques anthropométriques de ces membres.MéthodesQuinze hommes ont réalisé cinq minutes de pédalage à vide sur un ergomètre à bras (60 rpm) et un cyclo-ergomètre (90 rpm). Ont été mesurées la consommation d’oxygène au cours des deux exercices (VO2sanscharge), la masse corporelle et les longueurs et circonférences des membres supérieurs et inférieurs.RésultatsVO2sanscharge était significativement plus faible lors du pédalage membres supérieurs versus inférieurs (499,0 ± 56,5 et 981,6 ± 126,0 ml min−1). De plus, les VO2sanscharge obtenues avec membres inférieurs et supérieurs étaient significativement et positivement corrélées respectivement avec la circonférence et la longueur des membres inférieurs et supérieurs, les meilleures corrélations étant entre circonférences et VO2sanscharge. VO2sanscharge est donc principalement dépendant (i) de l’inertie des membres qui augmente avec leur circonférence et (ii) du bras de levier qui augmente avec leur longueur. En revanche, la masse corporelle n’est peu ou pas corrélée avec VO2sanscharge. Ce résultat peut s’expliquer par la spécificité de l’exercice de pédalage sans charge puisque seuls les membres sont activés sans besoin d’aide supplémentaire du reste du corps.