Alimentation et digestion humaine Les fonctions de nutrition: L'homme est un être hétérotrophe : pour construire sa matière organique propre il prélève de la matière organique dans les aliments qu'il ingère. Alimentation, digestion, respiration, excrétion, circulation sanguine font partie des fonctions de nutrition. L'alimentation Elle a pour but de satisfaire les besoins de l'organisme en termes de croissance, fonctionnement, entretien. Ces besoins sont d'ordre quantitatifs et qualitatifs. – – Besoins quantitatifs : la quantité d'énergie dont le corps a besoin dépend de l’activité, du sexe et de l'âge de l'individu ; ils sont exprimés en kilojoules (kJ) ; l'homme a globalement des besoins plus élevés que la femme, enfants en pleine croissance et femmes enceintes voient leurs besoin augmenter. Qualitativement : le choix des aliments doit être ajusté en fonction de leur composition. On distingue 3 groupes de constituants organiques : * les glucides : ou sucres, sont une chaine d'oses, selon la longueur de la chaine on les dit sucres simples (chaine courte, saccharose, lactose -sucre du lait-) ou complexes (chaine longue, comme l'amidon, la cellulose). Fournissant l’énergie nécessaire au fonctionnement de l'organisme ce sont des aliments énergétiques * les lipides : ou graisses, sont constitués d'acides gras, c'est-à-dire une longue chaine d'atome de carbone avec à une extrémité une fonction acide ; la liaison entre les atomes de carbone est +- « longue » : si elle est simple on dit que l'acide gras est saturé (le beurre, la charcuterie, viande de mouton, de bœuf) // si la liaison entre eux est au moins double on dit que l'acide gras est insaturé (huiles végétales, poisson, volaille, viande de porc). Les lipides jouent un rôle énergétique mais également dans la constitution de l'organisme et son fonctionnement : ils sont bâtisseurs et énergétiques. * protides : sont constitués d'un enchainement d'acides aminés ; ces derniers possèdent une fonction acide et une fonction amine ; il en existe 20 différents, les protéines sont les protides les + connues, présentes dans les œufs, viandes, poissons, soja, fèves... Participant à la construction de l'organisme on dit que ce sont des aliments bâtisseurs. On ajoute à ceux-ci les vitamines (molécules sensibles à la lumière, l'oxydation, la chaleur), les sels minéraux (calcium et phosphore aident à la constitution de l'organisme par exemple), et l'eau (constitue environ 70% de l'organisme, les apports doivent être de l'ordre de 2,5l par jour dont 1,5l sous forme de boisson. Non organiques ils ne sont pas synthétisés par l'organisme mais nécessaire à son fonctionnement. L'alimentation équilibrée Elle doit couvrir les besoins quantitatifs et qualitatifs de l'organisme, et être diversifiée. Quantitativement, les nutritionnistes recommandent l'apport énergétique dans ces proportions : – 12% de protéines, – 30% à 35% de lipides – 50% à 55% de glucides L'apport alimentaire est fractionné au cours de la journée : 30% des kJ au petit déjeuner // 40% au déjeuner // 30% au diner, sans collation le matin ou l'après-midi ; la répartition diffère s'il y a collation (25% petit déjeuner // 30% déjeuner // 15% goûter // 30% dîner) Les aliments sont classés en 6 famille, il est recommandé de consommer quotidiennement un représentant de chaque famille, si possible pour chaque repas de la journée. Famille Composition Viandes, œufs, poissons Protides et lipides, origine animale Laitages Riches en calcium Matières grasses Lipides, origine végétale Féculents Glucides, sucres complexes Fruits et légumes Glucides, sucres simples Boissons Eau, vitamines, sels minéraux Rôle Bâtisseurs Énergétiques Protecteurs Les déséquilibres alimentaires : il est nécessaire qu'à la dépense énergétique de l'organisme corresponde un apport suffisant, mais pas excessif. Les déséquilibres alimentaires se font dans l’excès ou la carence de l'apport : – – l'excès : le surplus d'apport, le manque d'activité physique peuvent entrainer l'obésité, mais aussi diabète, hypertension artérielle, cholestérol, maladies cardio-vasculaires (plaques d'athérome au niveau de la paroi des artères, en les obstruant elles empêchent l'alimentation en sang des organes) la carence : en vitamines (exemple le scorbut, déficit en vitamine C se manifestant par des hémorragies, déchaussement des dents, anémie), en sels minéraux (fer en période de menstruation chez la femme ; anémie), en acides aminés (le kwashiorkor, ventre gonflé d'enfants africains consommant des céréales mais pas ou peu de viande et poisson) La digestion C'est le processus de transformation des aliments en nutriments utilisables par toutes les cellules de l'organisme ; elle démarre par la bouche, passe par l’œsophage, l'estomac, l'intestin grêle, le gros intestin et l'anus. Elle fait intervenir des glandes et organes annexes : glandes salivaires, foie, pancréas, vésicule biliaire. Les étapes de la digestion : Étapes La mastication Organe traversé La bouche Organes et glandes impliqués Les glandes salivaires produisent la salive, mélangée aux aliments. Elle contient une enzyme, l'amylase salivaire, qui dégrade l'amidon cuit en sucre simple, le maltose. Action mécanique / chimique Action mécanique, réalisée par les dents, les aliments sont broyés et forment le bol alimentaire. Action chimique de l'amylase salivaire Déglutition et descente vers l'estomac par l’œsophage (action mécanique : muscles du pharynx et de la paroi œsophagienne) Le brassage L'estomac Le suc gastrique contient des protéases (par ex la pepsine) ou enzymes favorisant la dégradation de protéines en peptides. La paroi de l’estomac produit également des secrétions acides (acide chlorhydrique) créant les conditions à l'action des protéases Action mécanique : le bol alimentaire est brassé avec le suc gastrique, progressant par les constructions des muscles de la paroi de l'estomac Action chimique des protéases en milieu acide Après 2 à 4 heures dans l'estomac le bol alimentaire est liquide : c'est le chyme, transféré dans l'intestin grêle par l'action mécanique d'un sphincter. Absorption Intestin grêle La bile est une sécrétion du foie stockée par la vésicule biliaire et déversée dans le duodénum à la suite d'un repas. Elle contient différents éléments comme les sels biliaires permettant la digestion des graisses en permettant leur émulsion, c'est-à-dire leur transformation en microgoutelettes sur lesquelles les lipases pourront agir. Elle permet aussi de neutraliser l'acidité du chyme. Action mécanique : le chyme est brassé par contraction de la paroi intestinale Action chimique : il subit l'action des sucs pancréatique et intestinal contenant différentes enzymes (peptidases, lipases, maltases, protéases...) → les macromolécules du chyme ont subit une simplification moléculaire : *les glucides simplifiés en oses *les protides en acides gras l*es lipides en acide gras et glycérol. Oses, acides gras et glycérol sont des nutriments. Les nutriments quittent l'intestin grêle pour passer dans le sang ; d'autres aliments comme les fibres formées de cellulose, ne sont pas dégradées par les enzymes du tube digestif et passent dans le gros intestin Excrétion Gros intestin Rectum Action mécanique : muscles de la paroi du gros intestin et sphincters assurent le transit, le stockage et l'élimination des déchets. Action bactérienne : fermentation des déchets L'enzyme : c'est un catalyseur biologique, une substance capable d'activer une réaction chimique. L'enzyme digestive : c'est une substance contenue dans un suc digestif capable d'activer l'hydrolyse (réaction chimique permettant de découper une molécule par adjonction d'une molécule d'eau H 2O) d'une grosse molécule en molécules de plus petite taille. On appelle ces enzymes des hydrolases. Chacune possède une affinité pour un type d'aliment, elle lui est spécifique, on le retrouve au niveau de son nom : l'amylase facilite la dégradation de l'amidon, les protéases des protéines etc. Les nutriments sont donc des molécules de petite taille, solubles dans l'eau, qui résultent de la dégradation des aliments lors de la digestion ; ils sont le résultats de la simplification moléculaire de macromolécules contenues dans les aliments en molécules de plus petite taille sous l'action des enzymes digestives. Le devenir des nutriments Les nutriments présents dans l'intestin grêle passent dans la circulation sanguine, absorbés ainsi qu'une grande partie de l'eau au travers de la paroi intestinale. Cette paroi est très richement vascularisée, et représente une importante surface de contact de par les replis de la muqueuse intestinale et villosités intestinales (environ 200m²), à quoi s'ajoute une vascularisation importante. Les nutriments vont parvenir aux organes via la circulation sanguine, et seront utiles à l'alimentation des cellules, leur fournissant matériaux de construction et énergie nécessaire ; les cellules synthétisent les molécules dont elles ont besoin à partir des nutriments fournis et de l'énergie obtenue par le processus de respiration : c'est l'assimilation. Ils peuvent également être stockés en vue d'une restitution ultérieure, dans le foie (glucides) et les tissus adipeux (lipides). Questions d'entrainement : Définissez la nutrition ? Un aliment ? De quels catégories d'aliments l'organisme a besoin pour rester en bonne santé ? Quelle est la signification du concept de digestion ? Pourquoi les aliments ont-ils besoin d'être digérés ? Qu'est-ce qu'une alimentation équilibrée (justifiez) ? Qu'est-ce qu'une simplification moléculaire des aliments ? Pourquoi peut-on vivre sans vésicule biliaire ? Pourquoi les sportifs consomment des sucres lents la veille d'un effort et des sucres rapides peu de temps avant ?