Bioénergétique

Chapitre : bioénergétique
Les nutriments
Présenté par Dr bendaoud
I) Nutriments
Les nutriments sont des substances issues de la digestion qui
sont absorbés par le système digestif et nécessaire au bon
fonctionnement de l’organisme.
Les nutriments sont classés en 2 grandes familles, selon qu’ils
fournissent ou pas d’énergie :
Les macronutriments
Les micronutriments
Énergie
a) Les macronutriments:
 Les macronutriment permettent de fournir de l’énergie ++




à l’organisme.
Ils comprennent: les glucides, les lipides et les protéines.
Les glucides ( mono, di et les polysaccharides)
Les lipides : les TG +++
Les protéines : ensemble d’AA : L’organisme peut
synthétiser une partie des AA, on parle alors d’AA non
essentiels, toutefois, l’autre partie ne peut être synthétisée
et proviennent de l’alimentation, ce sont les AA essentiels.
Les AA essentiels sont :
Isoleucine, lysine, la méthionine, phénylalanine, thréonine,
tryptophane et valine
b) Les micronutriments
 Les micronutriment regroupent les vitamines, les minéraux
et les oligoéléments.
 L’organisme a besoin de ces substances en petites quantités
 Ils ne fournissent aucune énergie.
Les vitamines :
Les vitamines sont des molécules organiques essentielles à un
métabolisme normal.
Il existe deux manières de classer les vitamines:
1) Les vitamines hydrosolubles et les vitamines liposolubles
2) Les vitamines essentielles et les vitamines non essentielles.
1)
a- Les vitamines hydrosolubles et liposolubles:
Les vitamines hydrosolubles
- sont les vit B et C
- Sont facilement absorbables par le tractus digestifs
- Sont éliminés par les urines.
 Les vitamines liposolubles
- Ce sont les vit A, D, E et K
- Sont absorbés en mm tps que les lipides
- Sont stockées dans les tissus adipeux ( risque toxique :
hypervitaminose)
 Vitamine A: ( rétinol)  rétine
 Vitamine D ( calciférol)  absorption du Ca++
 Vitamine E ( tocophérol)  stabilise les membrane cellulaire
 Vitamine K  coagulation
b- les vitamines essentielles ou non essentielles:
Les vitamines sont également classées selon leur présence
essentielle ou non dans l’alimentation.
Lorsqu’une vitamine essentielle est déficiente , une maladie
causée par une carence en cette vitamine peut se déclencher (
avitaminose)
2) Les minéraux:
Les minéraux tels que le fer, le calcium, le potassium…ect sont
les ions inorganiques qui remplissent plusieurs fonctions
dans l’organisme.
L’alimentation peut procurer tous les minéraux dont le corps a
besoin.
Les minéraux peuvent être classés en :
 Macroéléments :
Ce sont des minéraux dont l’organisme a besoin en doses
supérieures à 100 mg/jour.
Ex: Calcium, chlore, magnésium, phosphore, sodium et
soufre.
 oligoéléments:
Ce sont des minéraux dont l’organisme a besoin qu’en très
petite quantités ( moins de 100mg/jour)
Ex: chrome, cuivre, fluor, iode, fer, sélénium, cobalte,
manganèse et zinc.
II) Régulation des taux sanguins de
nutriments
Généralement la régulation des taux sanguins en nutriments
dépend du temps écoulé depuis le dernier repas. Ces
périodes correspondent à l’état postprondial et à l’état de
jeûne.
Prise de
repas
État de
jeûn
Post
prondial
l’état postprondial:
L’état postprondial regroupe les étapes de l’ingestion, de la
digestion et de l’absorption des nutriment.
1)
ingestion
Digestion
Absorption
 Il commence avec le début du repas et se prolonge pendant et
environ 4h après le repas.
 Au cours de cette période, les taux de glucose, de
triglycérides et d’acides aminés augmentent.
L’équilibre des concentration doit être maintenu ( surtt la
glycémie).
L’insuline est la principale hormone régulatrice libérée durant
l’état postprondial.
Sécrétée par le pancréas en réponse à une augmentation de la
concentrationen glucose ou en acides aminés.
 Actions de l’insuline:
- Favorise l’entrée du glucose dans les cellules
- Stimule la production d’énergie par l’oxydation du glucose
- Stimule la formation de glycogène dans les cellules musculaires
squelettiques et hépatiques
- Augmente l’absorption des triglycérides dans le tissu adipeux et
réduit leur dégradation
- Augmente l’absorption des AA et accélère la synthèse des
protéines
 Par conséquent, la libération d’insuline entraîne une
réduction de la concentration sanguine en molécules
productrices d’énergie.
2) L’état de jeûne:
Il correspond à la période entre les repas, lorsque le corps puise
dans ses réserves de nutriments .
Il survient environ 4h après le début du repas.
Le glucagon est la principale hormone régulatrice libérée
durant l’état de jeûne.
Le pancréas libère le glucagon en réponse à la baisse de la
glycémie.
Le glucagon provoque:
- Augmente la glycogénolyse
- Stimule la lipolyse en déclenchant la dégradation des
triglycérides en glycérol et en acides gras dans le tissu
adipeux
- stimule la néoglucogenèse.
En réponse au glucagon, le foie libère le glucose, alors que des
acides gras et du glycérol sont libérés du tissu adipeux.
Métabolisme et bioénergie
I) Le métabolisme
 Le métabolisme se définit comme l’ensemble des réactions
qui se déroulent dans le corps et les cellules.
 Il comprend les réactions de synthèse ( anabolisme) et de
dégradation ( catabolisme).
 Ces réactions peuvent consommer ou produire de l’énergie (
mm au repos l’organisme consomme de l’énergie).
 La bioénergétique est l’étude d’échange d’énergie dans
l’organisme.
 L’énergie existe sous plusieurs formes et peut être convertie
par les réactions métaboliques.
Ex: énergie chimique des aliments ATP énergie
mécanique ( contraction).
 La conversion d’énergie produit de la chaleur donc le
métabolisme produit lui aussi de la chaleur  régulation de
la température.
II) La vitesse du métabolisme
 Le métabolisme étant un ensemble des réactions de l’organisme
nécessitant de l’énergie, il est possible d’en déterminer la vitesse.
 Cette vitesse correspond à la mesure de l’énergie utilisée par
l’organisme dans une période donnée.
 Remarque:
Comme la plus grande partie de l’énergie est convertie en chaleur, le
métabolisme a d’abord été exprimé en Kilocalorie ( ou Calorie)/
h, qui correspond à la quantité de chaleur nécessaire pour
augmenter de 1°c la température d’1 g d’eau.
Ex: l’oxydation d’ 1g de glucose fournit 4 Kc
 Ensuite, le kilocalorie a été remplacé par le joule: 1 Kc =
4185 J et l’unité de vitesse du métabolisme a été remplacée
de Kc/H à Watt ( qui est égale à joule/seconde)
1Kc/H= 1.163 w
 La vitesse du métabolisme peut s’exprimer selon un
métabolisme basal et selon un métabolisme total.
1) Le métabolisme basal
Il correspond à la quantité d’énergie utilisée par une personne
au repos et à jeun pour maintenir ses activités fondamentales.
a) Méthodes de mesure du
métabolisme basal
 Le métabolisme basal peut être mesuré directement ou
indirectement
 La calorimètrie directe: le calorimètre est un bassin rempli
d’eau dans lequel la personne prend place.
La chaleur dégagée par la température corporelle du sujet
modifie la température de l’eau.
Il s’agit d’une méthode de mesure directe de la température,
puisque la chaleur est mesurée directement. Cette méthode
est complexe est peu utilisée.
 La calorimètrie indirecte :
 Consiste à mesurer la quantité d’O2 consommée par le sujet
grâce à un respiromètre, et donc indirectement le
métabolisme basal.
 Généralement la consommation d’1 litre d’oxygène est
associée à 4.8Kc.
b) Conditions de mesure :
Pour effectuer ces mesures, les conditions doivent être stables:
- Jeûn de 12 H
- Position semi-allongée
- En état de relaxation
- T°:20-25 °C
c) Facteurs influençant le MB
 Le MB varie selon les variables suivantes:
- Le sexe : les femmes ont un métabolisme plus lent
- L’âge: le métabolisme est plus rapide chez les jeunes et
ralentit avec l’âge.
- Le stress: accélère le métabolisme
- La concentration sanguine de certaines hormones : ex: T4
accélère le métabolisme
- La surface corporelle: c la variable la plus importante, le
métabolisme augmente en fonction de la surface corporelle.
 Remarque :
Le MB est exprimé en Watt/ m2
Norme = 40 -50 W/m2 (adulte sain)
2) Le métabolisme total
Le métabolisme totale comprend le métabolisme basal et le
métabolisme associé à toutes les activités du corps.
Le métabolisme total varie en fonction de :
 La masse musculaire et l’activité des muscles squelettiques:
un exercice physique augmente le métabolisme total
 L’apport alimentaire:
Le métabolisme augmente après l’ingestion d’un repas
La variation des conditions environnementales:
 Le métabolisme augmente durant l’exposition au froid.
III) Régulation de la température:
 Il existe une relation directe entre le métabolisme et la
production de chaleur, lorsque le métabolisme augmente , la
quantité de chaleur produite augmente.
 Puisque le métabolisme varie en fonction de l’activité
physique, de l’alimentation et de la température, la quantité
de chaleur produite varie également mais la température
corporelle doit être maintenue entre 35.8 et 38.2°C.
 La température est maintenue grâce aux système nerveux et
endocrinien.
 Le contrôle nerveux:
Il est assuré par l’hypothalamus qui est informé des
modifications de la température corporelle par les
thermorécepteurs de la peau ( thermorécepteurs
périphériques) ainsi que par ses propres thermorécepteurs (
thermorécepteurs centraux).
 En réponse à une variation de température, l’hypothalamus
envoie des influx nerveux moteurs vers les glandes
sudoripares de la peau, les muscles squelettiques et les
vaisseaux sanguins périphériques.
 L’augmentation du métabolisme entraîne une hausse de la
température corporelle. L’hypothalamus réagit en stimulant
la production de sueur par les glandes sudoripares et en
stimulant la vasodilatation des vaisseaux sanguins
périphériques donnant de la rougeur à la peau.
 À l’opposé, une baisse du métabolisme entraîne une
diminution de la température. L’hypothalamus inhibe
l’activité des glandes sudoripares . Il stimule la constriction
des vaisseaux sanguins périphériques, réduisant la perte de
chaleur dans les régions périphériques, rendant la peau plus
pâle.
 Il déclenche la contraction rythmique des muscles
squelettique ( frissons) .
 Contrôle hormonal:
La régulation de la température est également assuré par la
sécrétion hormonale: la thyroxine +++, l’adrénaline, la
noradrénaline, l’hormone de croissance et la testostérone.
Lorsque la température corporelle baisse, l’hypothalamus
sécrète la TRH qui stimule la sécrétion de la TSH par
l’hypophyse, qui stimule la libération des hormones
thyroïdiennes par la glande surrénale.
 La T4 peut maintenir la température corporelle en
accroissant le métabolisme de la plupart des cellules
(neurones ++), en augmentant le nombre des pompes
Na+/K+ATPase.
Conclusion
Une alimentation saine et équilibrée permet le bon
fonctionnement du corps.
Elle doit couvrir les dépenses énergétiques du métabolisme
total.
Le poids, dont la mesure est simple, constitue un témoin des
conditions alimentaires.