le metabolisme energetique dr guedjati

La faculté de médecine de BATNALe laboratoire de physiologieDr : GUEDJATI MRResponsable du module 1ère année de médecineCours de physiologie humaine

LE METABOLISME ENERGETIQUE

PLAN :

I - INTRODUCTION

II - LE METABOLISME ENERGETIQUE :

A- Généralités.

B- Les méthodes de mesure de métabolisme énergétique.

1- La calorimétrie directe

2- La calorimétrie indirecte :

Alimentaire. Respiratoire. Les formules de calcul.

C- Les dépenses énergétiques :

1- L’activité physique.2- La thermorégulation.3- L’action dynamique spécifique.4- Croissance – grossesse - lactation – agressions.

D- Le métabolisme de base

III - LA RATION ALIMENTAIRE :

A- besoins en glucides.B- besoins en lipides.C- besoins en protéines.D- besoins en eau et en minéraux. E- besoins en oligo-éléments.F- besoins en vitamines.

Fac/med-bat/labo physiologie/Dr: GUEDJATI

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I- INTRODUCTION :

L’organisme vivant est constitué de différents organes, structuré chacun en plusieurs tissus, chaque tissu est composé de cellules, chacune d’elles représente l’unité fonctionnelle.

La vie cellulaire ou vie organique est définie par l’homéostasie ou l’équilibre qui comprend :L’équilibre électrique, chimique, osmolaire, hormonal, et le plus important de tous ces équilibres, l’équilibre thermique.

Un déséquilibre thermique en faveur d’une diminution de la température centrale du corps (hypothermie) entraîne des désordres :

- Electriques : états d’agitation thermique des molécules au niveau de la membrane cellulaire.

- Chimiques : forces chimiques d’un potentiel d’action- Osmolaires : répartition des forces du milieu intérieur- Hormonaux : transmission de l’information membranaire selon la

réaction : A + B AB (PH constant et température constante).

Tous ces équilibres sont conditionnés par l’équilibre thermique appelé encore équilibre énergétique.

En physiologie humaine, l’alimentation est un point de départ de l’énergie de l’organisme. Notre alimentation quotidienne est constituée de deux éléments selon leur nature :

1. Energétique : Un aliment est dit organique énergétique s’il est composé de carbone et d’oxygène. (Capable de libérer de l’énergie).

2. Non énergétique : Un aliment est dit non organique non énergétique s’il n’est pas composé de carbone et d’oxygène. (Incapable de libérer de l’énergie).

Ainsi, les aliments organiques sont capables de libérés de la chaleur après leur combustion alors que les aliments non énergétiques ne produisent pas de la chaleur.

Notre alimentation quotidienne est constituée de deux éléments selon leur nature :

3. Energétique : Un aliment est dit organique énergétique s’il est composé de carbone et d’oxygène. (Capable de libérer de l’énergie).

4. Non énergétique : Un aliment est dit non organique non énergétique s’il n’est pas composé de carbone et d’oxygène. (Incapable de libérer de l’énergie).

La principale source d’énergie dans l’organisme vivant est la respiration cellulaire.La respiration est définie par l’ensemble des réactions d’oxydation chimique précisément les réactions dans le cycle tri-carboxylique de KREBS ; les aliments organiques peuvent facilement s’impliquer dans ce cycle en fonction de l’énergie fournie par l’organisme pluricellulaire.Le pourvoyeur universel de l’énergie n’est autre que l’adénosine triphosphate ou « ATP ».Le lieu de la respiration est les chaînes respiratoires des mitochondries.Le cycle de KREBS conditionne la classification des aliments énergétiques. Fac/med-bat/labo physiologie/Dr: GUEDJATI

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Apport énergétique

Glucides + o2

DigestionAliments Nutriments Lipides

Absorption intestinale énergétiques

Protéines

Apport structural

L’apport énergétique maintien la vie cellulaire ; équilibre ionique entre le liquide intra et extra cellulaire par un transport actif trans-membranaire ; température du corps et le travail mécanique du cœur et des poumons par exemple.

L’apport structural permet le renouvellement des substrats énergétiques (glucides lipides protéines) et des substrats non énergétiques (eau minéraux vitamines oligo-éléments).

Ainsi ; le métabolisme énergétique ou métabolisme thermique défini la vie.

EQUILIBRE THERMIQUE = LA VIE

II- LE METABOLISME THERMIQUE :

A/ Généralités :

Si une molécule de glucose est totalement oxydée :

C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + CHALEUR (E) (a)

(E) = 2813Kj = 673 Kcal. 1 kCal = 4.185 kJ

Une calorie est la quantité de chaleur nécessaire pour élever de un degré la température d'un gramme d’eau de 14,5 à 15,5°C.


La combustion est obtenue, soit dans un cadre expérimental dans une bombe calorimétrique, soit dans l’organisme vivant (Homme) dans les chaînes respiratoires de l’oxydation.

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L’organisme peut utiliser une autre voie pour produire la chaleur ; à partir de la même molécule de glucose, la glycolyse produit 02 ATP. L’oxygène améliore ainsi le rendement énergétique de façon considérable (38 molécules d’ATP).

Le rendement énergétique est estimé lors d’un exercice physique à 20 % (voir cour physiologie du muscle) par rapport à l’énergie nécessaire pour assurer ce travail, alors que 80 % c’est la déperdition de chaleur (déchet physique).

B/ Mesure du métabolisme énergétique :

C’est à partir du principe de la calorimétrie, que la mesure du métabolisme énergétique est effectuée. Plusieurs types de calorimétrie :

/ Mesure du métabolisme énergétique :

1) C’est à partir du principe de la calorimétrie, que la mesure du métabolisme énergétique est effectuée. Plusieurs types de calorimétrie: qui permet la mesure directe du métabolisme énergétique, il s’agit d’une mesure des sorties ou dépenses effectives. Elle nécessite une enceinte spéciale sous forme d’une chambre adiabatique inspirée du modèle d' ATWATER et BENEDICT. Figure : 1


Le sujet mis dans cette chambre pendant 24 heures, perd de la chaleur directement sous deux formes :

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Une chaleur latente (QL) : produite suite aux réactions de combustion sous forme de vapeur d’eau captée au niveau de l’enceint par deux vases contenant la ponce sulfurique séparés par un vase contenant la chaux sodée (qui transforme le co2 en eau). Cette chaleur est mesurée à un débit d’écoulement d’air constant. QL = V . 0, 58

Une chaleur sensible (QS) : produite par l’organisme est transmise sous forme de radiation du centre (température centrale) vers l’écorce (peau), cette chaleur est captée par des dispositifs en ailettes qui contiennent de l’eau. L’eau se réchauffe à chaque variation de la température de l’enceinte entre deux temps de telle sorte à obtenir :

QS = V ( θ2 - θ1)

La chaleur globale (QT) : est la somme algébrique des deux types de chaleur.

QT = QL + QS

Les applications pratiques de cette méthode directe restent restreintes car l’appareillage est encombrant, coûteux et contraignant. Cependant la calorimétrie directe est une méthode de référence théorique.

2) La calorimétrie indirecte : Elle permet la mesure du métabolisme thermique par :

Le calcul de l’apport alimentaire et de l’équivalence aliments / énergie : c’est la calorimétrie indirecte alimentaire.

Le calcul de la consommation d’O2 et de l’équivalence O2 / énergie : c’est la calorimétrie indirecte respiratoire.

Le calcul à partir de certaines formules établies par des organismes internationaux.

a) La calorimétrie indirecte alimentaire : Il faut retenir au début deux notions fondamentales : La valeur énergétique théorique des aliments (Vt) : Si un gramme d’aliment

est mis dans une bombe calorimétrique sa combustion totale produit à un stade final du CO2 + H2O + (E). C’est la valeur théorique d’un aliment énergétique.

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La valeur biologique ou réelle (Vb) : Si un aliment est mis dans l’organisme sa combustion ne produit pas à 100 % les mêmes résultats, car :

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Le glucose n’est brûlé qu’à 90 % parce que 10 % sont perdus dans les selles lors des phénomènes de la digestion.La combustion des protéines produit un métabolite appelé « urée » normalement éliminé dans les urines, il se trouve que ce résidu est capable de dégager de l’énergie s’il est mis dans une bombe calorimétrique.

Donc : Vt > Vb

Après des études approfondies les valeurs énergétiques utilisées en pratiques médicales sont : 1 gramme de glucides 4 kcal

1 gramme de lipides 9 kcal

1 gramme de protéines 4 kcal

Connaissant la ration alimentaire des 24 heures, l’apport énergétique serait :

Q = 4 . Glucides + 9 . Lipides + 4 . Protéines. Par exemple chez un sujet sédentaire adulte jeune sain, ces besoins énergétiques s’estiment :

Q = 4 . 400 + 9 . 40 + 4 . 100 = 2360 kcal Ou les glucides sont d’absorption lente, les lipides d’origine végétale et les protéine de bonne qualité.

b) La calorimétrie indirecte respiratoire: Le dispositif est similaire à ce lui utilisé pour une exploration fonctionnelle respiratoire (spiromètre de BENEDICT). Pour oxyder une molécule de glucose, il faut 134,4 litres d’o2, le résultat est la production de 673 kcal. Il y’a donc un coefficient thermique de l’o2.

C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + E

E = 673 kcal

Le rapport 673 / 134,4 pour la molécule de glucose est de 5,1, c’est le coefficient thermique du glucose. L e coefficient thermique est de 4,70 pour les lipides.Le coefficient thermique est de 4,65 pour les protéines.

La moyenne des trois coefficients peut être utilisée comme référence dans une calorimétrie respiratoire. Ce coefficient est de 4,85 pour les trois substrats énergétiques.


Au niveau de l’organisme aucune réserve d’oxygène n’est décrite, ce qui permet d’affirmer que toute variation de la consommation d’oxygène traduit directement les variations du métabolisme énergétique. On utilisant ce coefficient moyen on obtient :

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Q = 4,85 . Vo2 Q : la quantité d’énergie produite pour une variation de la consommation d’O2 (Vo2).

Ainsi la calorimétrie indirecte respiratoire est basée sur le principe de mesure en circuit fermé. Figure : 2.

Le sujet respire dans un embout buccal après avoir délicatement fermé les voies nasales par un pince nez. Les mouvements de la cloche traduisent les mouvements respiratoires (inspiration – expiration). Lors de chaque inspiration une quantité d’O2 est utilisé dans la réaction de combustion, lors de l’expiration le Co2 produit par la même réaction est capté par la chaux sodée de telle sorte que l’enregistrement ne concerne que l’O2.


Si le rapport en volume du gaz carbonique (VCo2) sur la consommation d’O2 (VO2) est calculé, on parle alors du quotient respiratoire.

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Vco2

R = VO2

R : quotient respiratoire.L’idéal dans une réaction de combustion est que ce rapport soit égal à 1. La réaction (a) répond conformément à ce principe.Par contre la combustion des graisses et celle des protéines n’est jamais totale ; le quotient respiratoire serait :

- lipides : R = 0,7.- protéine : R = 0,8.

La mesure du Vco2 se fait par un rajout au circuit précédent d’un analyseur de gaz carbonique.

Cette méthode de mesure appelée aussi thermochimie respiratoire permet de se rapprocher de la valeur biologique des aliments et d’élargir cette exploration métabolique énergétique en pratique médicale au niveau des services de réanimation.

c) Les formules de calcul : Plusieurs formules ont été proposées par différents organismes:

Tableau: 1

Nourrisson, Enfant :- naissance à 03 mois : 100 kCal/kg/j- moyenne 1ère année : 92 kCal/kg/j- 01 à 09 ans : 75 kCal/kg/jAdolescent: 50 kCal/kg/j


Femme enceinte et allaitante:

Grossesse : on rajoute par rapport aux besoins réels de la femme.- 1 Trimestre : + 15 kCal/j

Catégories Apports par jour (kCal/24h)Adultes de sexe masculinActivité réduite 2200Activité habituelle 2500Activité importante 2900Activité très importante 3400Adultes de sexe fémininActivité réduite 1800Activité habituelle 2000Activité importante 2300Activité très importante 2400

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- 2 Trimestre : + 120 kCal/j- 3 Trimestre : + 310 kCal/jMinimum : 1600 Kcal/j (200 g de Glucides)

Allaitement : + 500 kCal/j

Personne âgée : 30 kCal/kg/j (toujours > 1500kCal/j)

Equations pour évaluer le métabolisme de base (en kCal/j) – voir plus loin :(P = poids en kg ; T = taille en m ; A = âge en années)

Chez la femme :- de 10 à 18 ans : 7,4 P + 481,9 T + 217 (équations FAO 1986)- de 25 à 60 ans : 655 + 9,6 P + 169,9 T – 4,7 A (Harris et Benedict 1919)- chez sujet en surpoids ou personne âgée : 230 P0,48 T0,50 A0,13 (Black 1996)

Chez l’homme :- de 10 à 18 ans : 16,6 P + 76,9 T + 571 (équations FAO 1986)- de 25 à 60 ans : 66 + 13,7 P + 495,3 T – 6,8 A (Harris et Benedict 1919)- chez sujet en surpoids ou personne âgée : 258,8 P0,48 T0,50 A0,13 (Black 1996)

C/ Les variations des dépenses énergétiques :

1 –L’activité physique :

Lors d’un exercice physique la consommation énergétique du muscle augmente, le rendement musculaire dépend de la quantité d’ATP disponible au niveau du muscle pour qu’il puisse accomplir le travail (liaisons acto - myosines).

Les dépenses énergétiques sont variables en fonction du type d’activité ; elles dépendent du poids corporel, de la répétition et de la durée de l’exercice :

alitement : 25-30 kcal/h. exercice léger : 35-40 kcal/h. exercice modéré : 40-45 kcal/h. effort musculaire : 45-50 kcal/h. effort intense : 50-60 kcal/h.

L’exercice physique conditionne obligatoirement le régime alimentaire de l’individu :

Chez un sédentaire : 2400 kcal/24h Chez travailleur dont l’effort est moyen : 3000 - 4000 kcal/24h Chez un travailleur de force : 6000 - 8000 kcal/24h Chez le sportif professionnel d’endurance : 17 000 kcal/24h.


2 - Les besoins énergétiques de la thermorégulation : Certaines définitions sont à retenir :

Poïkilotherme : un être est dit « poïkilotherme » quand il a les capacités d’adapter sa température centrale par rapport à la température du milieu ambiant.

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Homéotherme : un être est dit « homéotherme » quand il a les capacités de réguler sa température centrale en fonction de celle du milieu ambiant par des mécanismes centraux d’homéostasie, si une fois ces mécanismes sont dépassés par les variations de la température externe, l’organisme répond par les phénomènes de poïkilothermie.

L’être humain est un homéotherme, car ces capacités d’adaptation thermique sont limitées. Figure : 3


Les zones des variations thermiques sont :

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1) La zone de neutralité thermique : segment (4) : il s’agit d’une zone où le sujet ne souffre ni du chaud ni du froid, il est en parfait équilibre thermique avec le milieu ambiant. En dehors de tout stress ; deux limites :

Zone de neutralité thermique à nu : la température est de 26° c. Zone de neutralité thermique légèrement vêtu : la température est de 21° c.

2) La régulation au froid : partie inférieur du segment (4) et le segment (5) : comme l’organisme humain contient plus de 360 000 récepteurs au froids, la stimulation est rapidement véhiculée vers le centre hypothalamique au niveau de sa partie postérieure la réponse est assurée par :

Les frissons : qui traduisent une activation des moto neurones des muscles masséters, des muscles du tronc et des membres inférieurs. Il s’agit d’une activité réflexe superficielle ayant pour but de dégager la chaleur permettant le réchauffement du corps.

Une vasoconstriction périphérique: qui a pour but de diminuer la circulation sanguine en périphérie et de conserver la température vers les organes nobles tel que le cerveau et le rein.

La réponse hormonale : des hormones ubiquitaires sont élaborées par la glande thyroïde (T3 – T4) exercent un effet thermogène, elles augmentent la consommation tissulaire d’oxygène.

3) La régulation au chaud : partie supérieure du segment (4) et les segments (6) et (7) : la réception d’une information par les récepteurs aux chaud entraîne l’élaboration d’une réponse effectrice par le centre thermique au niveau de l’hypothalamus antérieure, les résultats sont :

Une vasodilatation : qui a pour but de ralentir le flux sanguin ce qui permet de

dégager la chaleur du corps et diminution de la température centrale, cette diminution va de soit avec un ralentissement de l’activité musculaire.

Une réduction des habits. Une sudation : le résultat de la production de sueur est d’humidifier la peau qui

donne la sensation de fraîcheur. Une réduction de l’activité endocrine de la glande thyroïde.

4) Les limites critiques supérieure et inférieure sont les limites de l’homéotherme, si ces limites sont dépassées l’évolution se fait vers les températures létales supérieure et inférieure, l’homéotherme devient poïkilotherme.

3- La thermogenèse du post-prandial : ou action dynamique spécifique (ADS) :

Une extra chaleur indépendant du métabolisme énergétique est dégagée, lors de la prised’un repas riche en protéines et plus ou moins riche en lipides.

Cette extra chaleur autre fois appelée ADS, actuellement dite « la thermogenèse du Post-prandial » est mise sur le plan expérimental chez le chien par la prise alimentaire d’un repas varié contenant les trois substrats énergétiques (Glucides – lipides - protéines)


On avait constaté que l’ADS augmente de façon significative lorsque les acides aminés arrivent au niveau de la circulation prote hépatique ; ce dégagement de chaleur est moins

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remarqué lorsque les acides gras gagnent la circulation lymphatique et encore l’ADS est aussi significative lors de la digestion des glucides.

Elle diffère selon le type de substrat alimentaire et correspond environ à 8-10% de la dépense énergétique de repos (DEJ). (5 - 10% de l’énergie ingérée pour les glucides ; 0-2% pour les lipides et 20-30% pour les protides).

La thermogenèse est considérée comme étant une chaleur qui n’est pas due à la combustion des aliments énergétiques mais plutôt à leur assimilation dans l’organisme humain. Cependant son rôle dans la survenue des phénomènes de la satiété est à souligné.

4-La croissance – La grossesse - La lactation :

Ces situations physiologiques demandent plus d’énergie, l’apport quotidien doit obligatoirement ramener la ration nécessaire. Voir ration alimentaire.

D/ Le métabolisme de base : ou dépense énergétique de repos (DER) :

Il y’a une dizaine d’années faisant partie des explorations chez les sujets présentant des troubles de la fonction endocrine de la glande thyroïde, actuellement cette méthode d’investigation est abandonnée au profil des dosages isotopiques ; cependant le métabolisme de base reste une référence du métabolisme énergétique.

1) Définition : On définit le métabolisme de base (MB) comme étant le métabolisme énergétique d’un organisme en :

Neutralité thermique Parfaitement au repos A jeun

C’est le métabolisme thermique nécessaire au maintien de la vie, tel que le travail fourni par le muscle cardiaque et le muscle diaphragmatique responsable de l’inspiration, tel que aussi les réactions chimiques et les échanges ioniques transmembranaires.

2) Mesure : certaines conditions sont à respecter : Une neutralité thermique : obtenue chez le sujet légèrement vêtu et à une

température ambiante égale à 21° c. Un repos complet : prévoir une admission la veille, sujet ramené sur un fauteuil

roulant et veiller à obtenir le repos musculaire total. Le jeune depuis plus de 12 h de telle sorte à éviter la thermogenèse du post prandial

ou encore action dynamique spécifique (ADS). La méthode de mesure la plus appropriée est la calorimétrie indirecte respiratoire.

3) Les variations du métabolisme de base :

Le métabolisme de base : est d’environ 40kcal/m2/h (± 4) (env. 1300-1600 kcal chez adulte de sexe masculin).Il représente environ 60% de la dépense énergétique journalière (DEJ). En moyenne il est de 45% pour le sujet très actif et de 70% chez le sujet sédentaire


Schématiquement il est réparti en fonction du travail de l’organe considéré : Tableau : 2

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foie : 20% rein : 10% cœur : 10% cerveau : 20% muscles : 20% reste : 20%

(Foie + cœur + cerveau + reins = 60% de l’énergie totale / 5.5% du poids corporel)

Ce métabolisme de base est corrélé à la masse maigre (masse biologiquement active).

Il varie en fonction de l’âge : 35 kcal à la naissance, 53 kcal à 08 ans, 45 kcal à l’adolescence, 40 kcal à 25 ans, il diminue chez le vieillard.

Il diminue : lors des dénutritions. Il est plus faible chez la femme que chez l’homme. Il augmente lors des hyperthermies (10% de plus par degré supplémentaire) et

devant toute agression (brûlures - coma), activité physique, café, tabac, grossesse, hyperthyroïdie.

AU TOTAL : La balance énergétique est fonction de plusieurs facteurs qui conditionnent la stabilité de l'équilibre thermique et le statut pondéral chez un sujet sous régime alimentaire stationnaire. Figure : 4 APPORTS ENERGETIQUES BILAN ENERGETIQUE Entrées Sorties

Alimentation Activité physique

Stabilité pondérale


III- LA RATION ALIMENTAIRE :

Si nous prenons comme référence la figure (4), nous constatons que notre bilan énergétique est dépendant de deux influences directes :

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Lipides 30%

Glucides55 %

Protéines 15%

Activité physique 30%

ADS 10 %

Métabolisme de base

60 %

1- Des entrées énergétiques.2- Des sorties énergétiques.

La balance énergétique n'est stable que si les entrées sont égales aux sorties. Les sorties énergétiques font partie d’une ration alimentaire journalière, qui en plus de ces apports métaboliques est constituée des apports non énergétiques (eau –minéraux –vitamines - oligo-éléments).

A- Les besoins en protéines : les protéines sont présentent dans toutes les cellules de l’organisme ; elles représentent 17 à 20 % du poids humide des tissus actifs (muscles cœur foie glandes) ; elles peuvent prendre plusieurs formes (glycoprotéines lipoprotéines nucléoprotéines immunoglobulines protéines de transport).

On les subdivise en :

Aa indispensables = essentiels :Leucine, Isoleucine, Phénylalanine, Thréonine, Tryptophane, Lysine, Valine,Méthionine, +Histidine (chez le nourrisson).

Aa conditionnellement indispensables ou semi-essentiels :- en cas de stress : arginine, glutamine, cystéine, tyrosine, proline, glycine- chez le prématuré : cystéine, taurine

Aa non indispensables :- acide aspartique, asparagine- acide glutamique- sérine- alanine

Les protéines sont indispensables à l’édification des tissus en cas de croissance, de grossesse, de lactation et des agressions physiques (brûlures coma), elles sont aussi indispensables à l’entretien des tissus car un renouvellement des tissus est constaté chez le sujet sain. Figure: 5

Protéines alimentaires AA Protéines tissulaires Synthèse Catabolisme

UréeProtéines Hormones Acides nucléiques

Enzymes HèmeAnticorpsLait H2O + Co2 + (E)


Les recommandations journalières en protéines sont comme suite :

Besoins minimaux : 0,57g / kg / j

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Chez le nourrisson : 2,6 g/kg à 1 mois ; 2,1 g/kg à 2 mois ; 1,7 g/kg à 3 mois puis diminution progressive jusqu’à 1,0 g/kg à 2 ans.

Entre 2 et 18 ans : 0,9 g/kg. Chez l’adulte : 0,8 g/kg de protéines de bonne qualité (soit au minimum 1/3 de

protéines animales). Chez la femme enceinte / allaitante : 1,0 g/kg. Chez la personne âgée : 1,0 g/kg.

Ces protéines sont apportées à raison de 10 - 12% (moyenne de 15 %) de la ration énergétique globale quotidienne : 50% d’origine animale / 50% d’origine végétale.Il est nécessaire d’avoir un apport calorique suffisant pour métaboliser les protéines = 180 - 200 Kcal/j par gramme d’azote.

1 gramme d’azote est contenu dans 6,25 gramme de protéines.

C’est le bilan azoté qui permet d’apprécier l’utilisation des protéines par l’organisme, il fait appel à une différence des entrées et des sorties azotées. Si ce bilan est négatif c’est que les pertes azotés sont supérieures aux entrées d’ou risque de dénutrition, l’inverse est vrai.Comme les pertes urinaires en urée sont à 80 % des pertes totales protéiques la formule de permet de mesurer ces pertes et donc du bilan azoté.

urinaires fécales Cutanées sécrétions

Pertes Azotées (mg/24h) 1,4 0,4 0,13 0,08

Total de 2 gramme /24h.

En fonction de ce bilan la FAO recommande un apport quotidien de 3,4 g d’azote équivalent de 22,5 g de protéines pour les fonctions d’entretiens, elle ajoute 12,5 de protéines pour obtenir en fin 35 g /jour de protéines de bonnes qualité d’origine animale.S’il s’agit des protéines d’origine végétale il faut augmenter cette ration jusqu’à 40 g par jour.

B- Les besoins en lipides :

Les lipides ou corps gras se présentent essentiellement sous deux formes : les triglycérides (TG) et les phospholipides. Tous deux sont constitués en majeure partie d’acides gras (AG). Ils comprennent également d’autres molécules comme le cholestérol.

Le rôle des acides gras : énergétique (réserves) : TG structural : architecture membranaire (Phospholipides) fonctionnel : synthèse des eicosanoïdes (prostaglandine leucotriènes), régulation de

la transmission intracellulaire


La classification des acides gras alimentaires : en fonction de la longueur de la chaîne carbonée et du degré d’insaturation.

Acides gras Saturés (AGS) : acide palmitique (16 :0) ; acide stéarique (18 :0)

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AG Mono insaturés (AGMI) : acide palmitoléique (16 :1) ; acide oléique (18 :1) AG Polyinsaturés (AGPI) : il existe 2 familles d’AGPI, nommés respectivement n-6

et n-3 sans transformation métabolique de l’une à l’autre et sans substitution fonctionnelle possible de l’une à l’autre.

Les précurseurs de ces 2 familles d’AGPI sont des acides gras indispensables ou essentiels : soit l’acide linoléique (C18 : n-6 ou ù6) et l’acide linolénique (C18 : n-3 ou ù3). L’acide linoléique donne naissance à l’acide arachidonique (20 :4 n-6) et l’acide linolénique à l’acide eicosapentaénoïque (EPA, 20 :5 n-3) et à l’acide docosahexaénoïque (DHA, 22 :6 n3).

La carence en AG essentiels peut être à l’origine d’un retard staturo-pondéral et psychomoteur, des infections à répétition, et des anomalies cutanéophanériennes.

La relation entre AG essentiels et risque cardiovasculaire/cancer : L’augmentation de l’apport d’acide linoléique entraîne une diminution du cholestérol LDL mais n’influence pas significativement la mortalité cardiovasculaire. Par contre les AGPI n-6 sont susceptibles de favoriser la croissance tumorale. L’augmentation de l’apport d’acide linolénique diminue l’agrégation plaquettaire, les TG, et le risque de décès par mort subite, et est susceptible d’inhiber la croissance tumorale.

L’apports conseillés en Cholestérol :La cholestérolémie est peu influencée par le cholestérol exogène. C’est seulement entre 100 et 300 mg/j de cholestérol alimentaire (1 jaune d’œuf apporte 300mg), en association aux autres mesures diététiques (avec notamment la limitation des AGS) que l’on obtient une diminution significative et linéaire (au maximum de 10-15%) de la cholestérolémie.

Les recommandations limitant l’apport de cholestérol exogène ne sont donc justifiées que pour la population présentant une hypercholestérolémie

Apports conseillés pour les lipides : 30 à 35% de la ration calorique (1/4 AGS, 1/2 AGMI, 1/4 AGPI)Les apports nutritionnels conseillés pour les AG essentiels :

acide linoléique : 4 % de l'apport énergétique total chez le nourrisson et l’enfant, la femme enceinte ou allaitante et l’adulte

acide linolénique : 0,8 % de l'apport énergétique total. Le ratio n-6/n-3 doit être proche de 5 (5 à 10 chez le nouveau né).


C- Les besoins en glucides :

Le rôle des glucides est donné de l’énergie de courte durée (cerveau, muscle).

Les différents glucides alimentaires :

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1) simples : monosaccharides (glucose, fructose, galactose) ; disaccharides : lactose (galactose + glucose), saccharose (glucose + fructose), maltose (glucose + glucose)

2) complexes : polysaccharides : *Digestibles : amidons (amylose, amylopectine). * Non digestibles : les fibres

Notion de sucres rapides / lents : index glycémique : elle permet de classer les aliments en fonction de leurs effets hyperglycémiants par rapport à ceux d’un glucide de référence.

Besoins minimum : 150 g / j

Apports conseillés : 50 à 55% de la ration calorique (1/5 de sucres simples) le reste ce sont des polysaccharides.

Les différents types de fibres : Fibres insolubles :

cellulose, hémicellulose oligosaccharides et amidons résistants lignine

Elles restent en suspension dans l’eau et gonflent (3 à 25g d’eau par g de fibres).

Fibres solubles : pectines gommes (guar, caroube, acacia, tragacanthe), carraghénanes, agar et alginates

Elles forment dans l’eau des solutions de viscosité plus ou moins forte ou encore des gels.

Les rôles des fibres : Satiétogène Production d’acides gras à chaîne courte (butyrate, propionate, acétate) au niveau

colique Effet laxatif (fibres insolubles) Diminution de l’absorption des glucides (fibres solubles) Effet hypocholestérolémiant (fibres solubles)

Apport conseillé en fibres 25 à 30g/j (dont 10-15g de fibres solubles)


D- Les besoins en eau :

Les besoins de base sont estimés entre 25 à 35 ml/kg/j chez adulte, à raison de 1litre / 1000 kCal ingérées.Chez le nouveau –né à la fin de la 1ère semaine : 100 ml/kg/jChez l’enfant : 1 à 6 mois : 90 ml/kg/j et entre 6 à 18 mois : 80 ml/kg/j

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Les pertes normales : 2500 ml- Diurèse : 1000 – 1500 ml (adaptable)- Perspiration (cutanée – pulmonaire) : 500-1000 ml- Digestive : 100 ml

Les apports : 2500 ml- L’eau endogène : 300 ml (réactions d’oxydation)- Les aliments : 1000 ml- Les boissons : 1200 ml- L’eau métabolique provenant de la combustion des aliments. La combustion de :

1g de lipides : 1.07 g d’eau1g d’amidon : 0.50 g d’eau1g de protéines : 0.42 g d’eau1g de glucose : 0.57 g d’eau1g de saccharose : 0.60 g d’eau

E- Les besoins en sodium :

1gramme NaCl = 400 mg de Na+ = 17,2 mmol de Na+L’apport journalier recommandé est de : 5 à 6g/j de Na Cl. En moyenne la consommation quotidienne en France est située entre 8 à 10 g/j de Na Cl.

F- Les besoins en calcium :

Le rôle du calcium est : - Plastique : squelette (99% du Calcium)- FonctionnelLe Calcium constitue 25% du poids sec de l'osAbsorption digestive : environ 30% - active (vit D1, 25 ou calcitriol) - modifiée par l'environnement alimentaire : + Rapport P/Ca favorable à son absorption = 0,5 à 2 (habituellement 0,6) + Nutriments augmentant absorption : lactose + Nutriments inhibant absorption : phytates (céréales, son, soja, haricot), oxalates (épinard, oseille, betterave, cacao).

Les apports : laitages, eau (une alimentation sans lait et produits laitiers apporte moins de 500 mg/j de calcium.


Les recommandations : (en mg/j)- 500mg/j de 1 à 3 ans ; 800 mg/j de 4 à 9 ans ; 1200 mg/j de 10 à 18 ans- adulte : 900 mg/j- femme enceinte : 1000 mg/j ; allaitement : 1300 mg/j- personne âgée (femme > 55 ans et homme > 65 ans) : 1200 mg/j

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La limite de sécurité : 2000mg/j (un excès diminue l’absorption de Zn et Fe).

G- Les besoins en magnésium :

Le contenu corporel en Mg : - de 25g (99% en intracellulaire) - de 55% : os - de 27% : musclesLe rôle physiologique :

transfert de phosphate (réactions énergétiques) synthèse des protéines réplication de l'ADN transmission de l'influx nerveux et contraction musculaire activation de certaines enzymes libération et action PTH

La source : cacao, fruits secs, légumes secs, oléagineux

L’absorption : - 30 à 50% en compétition avec le Ca alimentaireL’élimination : - fécale+++ - urinaire (régulée) : accentuée par le stress, et l'activité physiqueLes apports conseillés sont de 6 mg/KG/j

H- Les besoins en oligo-éléments :

Nous traitons dans cette partie uniquement les rôles physiologiques des oligo-éléments, qui sont : Iode, Fer, Cuivre, Zinc, Sélénium, Chrome, Manganèse, Fluor, Molybdène, Cobalt

Les fonctions : Catalyse-Contribution aux messages hormonaux. Liaisons métal-protéines. Cofacteurs d'enzymes (Zn). Structure des vitamines (Cu / vit B12). Expression des signaux hormonaux (Cu ; Zn). Fixation ADN-Régulation des gènes (Zn). Fonctions de défense immunitaire (Zn ; Fer ; Se). Lutte contre les radicaux libres (Zn ; Mn ; Se). Rôle structural (Fluor ; Silicium).


I - Les besoins en vitamines :

Nous traitons de la même façon les fonctions physiologiques des vitamines, car le but du cours est de comprendre le métabolisme énergétique. Par définition : Les vitamines sont des substances organiques, actives à dose minime, indispensables à la vie, dont l'organisme dépend d'un apport extérieur. La diminution des apports permet l’identification d'un syndrome de carence ou hypovitaminose.

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Les différentes vitamines :

1- Liposolubles : A : rétinolD : calciférolE : tocophérolK : K1 (phytoménadione ou phylloquinone)

2- Hydrosolubles : B1 : thiamineB2 : riboflavineB3 : PP (niacine)B5 : acide pantothéniqueB6: pyridoxineB8: H (biotine)B9 : acide foliqueB12 : cobalamineC : acide ascorbique.


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le metabolisme energetique dr guedjati

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