Chapitre 1 : Les fonctions de nutritions

Chapitre 1 : Les fonctions de nutritions
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
Les aliments : Substance qui fournit des composés utiles, soit comme éléments de croissance ou de réparation de l’organisme,
soit comme producteur d’énergie, soit comme facteur de régulation des fonctions vitales.
1. Les besoins de l’organisme
Elle a pour but de satisfaire les besoins de l'organisme en termes de croissance, fonctionnement, entretien. Ces besoins sont
d’ordres 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.
- Besoins qualitatifs : le choix des aliments doit être ajusté en fonction de leur composition.
On distingue 3 groupes de constituants organiques (synthétisé par les êtres vivants):
 les glucides ou sucres, sont une chaine d'oses, selon la longueur de la chaine on les dit
o sucres simples : chaine courte, saccharose, lactose -sucre du lait-
o sucres 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 + ou - « longue » :
o si elle est simple on dit que l'acide gras est saturé (le beurre, la charcuterie, viande de mouton, de boeuf)
o 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.
 les 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 oeufs,
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, (Substances nécessaires au bon
fonctionnement de l’organisme à faible dose et devant être fournies par l’alimentation.)
 les sels minéraux : calcium et phosphore aident à la constitution de l'organisme par exemple (Calcium, magnésium,
sodium, potassium, chlorures, phosphates,iode, cuivre, fer.)
 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.
Eau et sels minéraux sont des constituants minéraux , non synthétisées par les êtres vivants mais dont ils ont besoin.
 (Fibres alimentaires (principalement cellulose) non digestibles. Facilitent le transit du bol alimentaire dans l’intestin)
 (Alcool : molécule issue de la fermentation du glucose. Utilisé par le foie pour un rôle énergétique. Toxique à haute dose.)
2. 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
Rôle
Viandes, oeufs, poissons
Protides et lipides, origine animale
Bâtisseurs
Laitages
Riches en calcium
Matières grasses
Lipides, origine végétale
Énergétiques
Féculents
Glucides, sucres complexes
Fruits et légumes
Glucides, sucres simples
Protecteurs
Boissons
Eau, vitamines, sels minéraux
3. 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)
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La respiration
L’appareil respiratoire de l’homme :
• Les voies respiratoires : Conduisent l’air jusqu’aux alvéoles pulmonaires. Ne participent pas aux échanges gazeux.
- Fosses nasales : Tapissées d’une muqueuse couverte de cils qui débarrassent l’air d’une partie des poussières et microbes.
- Pharynx.
- Larynx.
- Trachée : Se divise en 2 bronches menant chacune dans un poumon.
- Bronches : Se divisent en bronchioles plus fines.
• Poumons : Organes élastiques solidaire de la cage thoracique. L’extrémité des bronchioles se termine par les alvéoles
pulmonaires en contact avec de nombreux capillaires sanguins.
Ventilation pulmonaire :
Les mouvements respiratoires sont des réflexes modulables par la volonté.
• Inspiration : Diaphragme s’abaisse, muscles élévateurs des côtes se contractent. Volume de la cage thoracique augmente,
augmentant le volume des poumons. Création d’une dépression permettant l’entrée de l’air.
• Expiration : Relâchement de l’ensemble des muscles de la ventilation. Une surpression se crée, l’air est rejetée.
• Renouvellement de l’air : L’air n’est jamais renouvelle totalement. Il reste toujours une réserve dans les poumons après
expiration. Par conséquent, les poumons ne sont jamais totalement sans air.
Le trajet de l’air et les échanges gazeux :
• Air inspiré : Riche en dioxygène (O2) et pauvre en dioxyde de carbone (CO2). Au niveau des alvéoles pulmonaires, l’O2 passe
dans le sang à travers les membranes des capillaires sanguins.
• Respiration cellulaire : Le sang envoie l’O2 aux différents organes qui en ont besoin pour dégrader (par oxydation) le glucose.
Il est transformé en CO2 et en eau et libère de l’énergie. Le CO2 est rejeté dans le sang.
• Air expiré : Le CO2 passe par les alvéoles pulmonaires dans les poumons. L’air rejetée est riche en CO2 et pauvre en O2.
Différents systèmes respiratoires selon les animaux :
• Respiration cutanée : Échanges gazeux se font à travers la peau. Vers, amphibiens adultes quand ils sont sous l’eau.
• Respiration branchiale : En milieu aquatique. Échanges gazeux au niveau des branchies, surface vascularisée. Poissons, larves
d’amphibiens.
• Respiration pulmonaire : Surface spécialisée au contact de l’air, les poumons. Nombreux vertébrés (reptiles, oiseaux,
mammifères, escargots, araignées.
• Respiration trachéenne : Des trachées (tuyaux) amènent l’air directement aux organes. Insectes.
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La circulation sanguine
Introduction
La circulation sanguine assure le transport des cellules sanguines (et des molécules produites par des cellules sanguines ou issues
d’échanges), des nutriments, des gaz respiratoires et des déchets dans l'organisme.
Cet ensemble joue un rôle dans
- la fonction de nutrition :
 pour la respiration : dioxygène et dioxyde de carbone,
 pour l'assimilation et la respiration : nutriments,
 pour la dégradation des corps azotés : déchet azotés,
- dans la fonction de reproduction et de régulation : hormones,
- dans la fonction de défense de l'organisme : fibrinogène pour la coagulation du sang, anticorps pour l’immunité
1. Le sang
Volume moyen de 5 litres.
Le sang est un tissu circulant, visqueux, de couleur rouge, à deux constituants :
- le plasma, partie liquide (eau, gaz dissout, molécules minérales et organiques)
- les cellules sanguines
 globules rouges ou hématies, transportent le CO2 et l'O2 grâce à l'hémoglobine (protéine de transport)
 globules blancs ou leucocytes (de 3 sortes, granulocytes, monocytes, lymphocytes) leur rôle est de phagocyter
(absorber et digérer) les agents pathogènes ainsi que de produire les anticorps de la défense immunitaire
 plaquettes (ou thromboses) assurent la coagulation au niveau des plaies
2. L’appareil circulatoire
Il se compose de deux éléments :
– les vaisseaux sanguins constituant un réseau irriguant les organes
 le réseau veineux (grosses veines, veines et veinules) à basse pression, conduit le sang des organes vers le coeur
;paroi flasque. (Veines : Les capillaires se réunissent en un seul conduit à parois flasques amenant le sang de la
périphérie du corps vers le coeur. La vitesse du sang augmente. Dans la partie inférieure du corps, les veines
contiennent des valvules empêchant le sang de refluer vers le bas.)
 réseau artériel (grosses, moyennes, artérioles) à haute pression, conduit le sang du coeur vers les organes ; paroi
épaisse, résistante, élastique. (Artères : Conduits à parois béantes contractiles et élastiques dans lesquelles le sang
circule du coeur vers la périphérie. Le sang passe sou forme de jets rapides, créant la pression systolique (maximale)
et diastolique (minimale). Plus le sang s’éloigne du coeur et plus la pression diminue et devient continue.)
 les capillaires, très fins situés dans les organes, ils permettent les échanges sang-air ou sang-cellules. (Capillaires :
L’artère va se ramifier en plusieurs conduits de très petit diamètre. Leur paroi très fine permet des échanges entre le
sang, le milieu intercellulaire et les cellules. La vitesse du sang est faible.)
– le coeur
3. Deux circulation disctinctes ou la double circulation
- La circulation pulmonaire, ou petite circulation, amène le sang du coeur droit au coeur gauche après avoir traversé les
poumons au niveau desquels ont lieu les échanges gazeux.
- La circulation générale, ou grande circulation, amène le sang du coeur gauche au coeur droit après avoir traversé tous
les organes.
4. Le rôle du cœur
Dans ces deux boucles le sang circule à sens unique, il est mis en mouvement pas une pompe : le coeur.
Le cœur est un muscle creux, appelé myocarde, d'environ 13 cm de long sur 8 cm de large, constitué de 2 parties
indépendantes, séparées par une cloison ainsi le sang ne se mélange pas.
Chaque hémi-coeur comporte deux cavités, un ventricule et une oreillette, séparés par une valvule auriculoventriculaire (clapet
assurant le passage ou non du sang de l'un à l'autre), l'hémi-coeur droit alimente les poumons, l'hémicoeur gauche alimente le
reste des organes.
Le sang entre dans l'oreillette gauche via la veine pulmonaire, il passe dans le ventricule gauche puis repart sous pression
en direction des organes via l'artère aorte ; il repart appauvri en O2 et enrichi en CO2 vers le l'hémi-coeur droit via la veine
cave, entre dans l'oreillette droite, circule dans le ventricule droit puis repart en direction des poumons via l'artère pulmonaire.
5. Trajet du sang dans le cœur – cycle cardiaque

Le coeur assure l'expulsion du sang vers les artères pendant le cycle cardiaque, par des mouvements de contraction (systole) et
relâchement (diastole) du muscle :
- (fin de) en diastole : (le myocarde se relâche, oreillettes et ventricules se remplissent peu à peu) les oreillettes se
remplissent, le sang atteindre les ventricules car les valvules auriculoventriculaire sont ouvertes, en revanche les valvules artérielles
sont fermées
- en systole auriculaire, les oreillettes (se contractent) se vident (le sang qu’elles contiennent est envoyé dans les
ventricules qui finissent de se remplir) pour emplir les ventricules, les valvules artérielles sont encore fermées
- en systole ventriculaire, (les ventricules se contractent. Le sang est mis sous pression) les oreillettes sont relâchées,
(pour ne pas qu’il (le sang) remonte dans les oreillettes)les valvules auriculo-ventriculaire se ferment (premier bruit du coeur), la
pression du sang augmente car les valvules artérielles sont encore fermée → leur ouverture couplée à la contraction des
ventricules permet l'expulsion à haute pression du sang dans les artères (les valvules artérielles s’ouvrent, le sang passe dans les
artères sous forme de jet, les ventricules se vident en partie)
- s'en suit un temps de diastole générale, où les valvules artérielles se ferment (**) pour éviter le reflux du sang
lorsque les ventricules se relâchent ; les oreillettes s'emplissent peu à peu de sang-cellule
(le myocarde se relâche, pour ne pas que le sang remonte dans les ventricules, les valvules artérielles se referment)
Les oreillettes et ventricules passent néanmoins plus de temps au repos qu'en activité, c'est pourquoi le cœur peut fonctionner de
façon continue.
Un nouveau cycle peut démarrer. Le nombre de cycle se succédant pendant 1 minute est la fréquence cardiaque, c'est-à-dire le
nombre de battement par minute (au repos environ 70 battements par minute).
Le débit cardiaque constitue le volume de sang mis en mouvement par chaque battement (le volume d'éjection systolique,
VES,70 ml environ) multiplié par la fréquence cardiaque en minute :
DC=FCxVES,
soit 70x70= 4900 ml/mn=4,9l/mn
Fréquence et débit varient en fonction de l'activité (augmentant pendant l'effort, ralentissant en phase de sommeil)
6. Pathologies et éducation à la santé (et facteurs de risques)
Pratique sportive : bénéfique pour le fonctionnement cardiaque, favorisant l'augmentation de la puissance du coeur qui, combinée
à la baisse de la fréquence cardiaque, entraine l'économie de celui-ci.
Alimentation trop riche en lipides, tabac : favorise les accidents et maladies cardio-vasculaires (dépôt de cholestérol sous forme de
plaques d'athérome dans les artères, bloquant à terme la circulation et privant le coeur d'oxygène : infarctus) ; la nicotine
augmente la fréquence cardiaque, le débit cardiaque et la pression artérielle, tout en diminuant le diamètre des capillaires
sanguins.
• Pathologies :
- Rupture d’anévrisme (artère) et rétrécissement des artères avec risque d’obstruction et d’absence d’irrigation de l’organe.
- Rétrécissement des artères coronaires pouvant entrainer un infarctus du myocarde.
- Rétrécissement des artères cérébrales causant des accidents vasculaires cérébraux.
- Sur- ou sous-tension.
- Mauvais fonctionnement des veines entrainant varices ou embolie (pulmonaire).
- Problèmes de valvules ou de rythme (-> Implantation du pacemaker).
• Des moyens d’études pour déceler les pathologies :
- Écoute au stéthoscope : Bruits du coeur (TOUM, TAC, silence, TOUM…).
- Prise du pouls : Permet de déterminer la fréquence cardiaque.
- Prise de la tension : Estime la pression du sang expulsé.
- Électrocardiogramme : Permet d’enregistrer l’activité électrique du coeur.
- Radioscopie, scanner : permettent de voir le volume du coeur varier en diastole ou systole
et d’étudier l’état des vaisseaux sanguins.
• Facteurs de risques : Âge, hérédité, tabagisme, alcoolisme, nourriture trop grasse,
cholestérol, diabète…
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La digestion
Introduction
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’oesophage, 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.
1. Les étapes de la digestion
Tableau
Étapes
Organe traversé
Organes et glandes impliqués
Action mécanique / chimique

La mastication
La bouche
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, 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’oesophage (action mécanique : muscles du pharynx et de la paroi oesophagienne)
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
*les 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
Définition
- 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 H2O) 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 résultat de la simplification moléculaire de macromolécules contenues dans les
aliments en molécules de plus petite taille sous l'action des enzymes digestives.
2. Le devenir des nutriments
- Absorption intestinale : 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, le duodénum (première partie de l’intestin). Cette
paroi est très richement vascularisée, (apporte une grande surface d’absorption, c’est une zone d’échange), 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 molécules de trop grosse taille ne passent pas et continuent le chemin vers le gros intestin.
Certaines molécules comme l’alcool peuvent être absorvées dans l’estomac (élévation rapide du taux d’alcoolémie).
- Rôle des nutriments après absorption : les nutriments vont parvenir aux organes via la circulation sanguine et seront
utiles :
 Alimenter les cellules des organes : leur fournissant des matériaux de construction et d’énergie nécessaires, 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.
 Stockage : une partie des nutriments sont stockée en vue d’une restitution ultérieur, dans le foie (glucides) et les
tissus adipeux (lipides).
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