D1-UE3-Gonthier-De_la_bioénergétique_à_la_ration_alimentaire (2)-2015-word

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UE 3 – Biochimie clinique, nutrition, métabolisme
Gonthier
Date : 03/09/15 Plage horaire : 10h45-12h45
Promo : 2015/2016 Enseignant : Gonthier
Ronéistes :
ALBY Camille
BARANES Charlotte
De la bioénergétique à la ration alimentaire (2e partie)
I. La dépense énergétique
A. Les types de dépense énergétique
1) Métabolisme de base
2) Thermogenèse
3) Exercice musculaire
B. La contribution des différents organes et tissus à la dépense énergétique globale
C. Méthode de mesure du métabolisme énergétique et de la dépense énergétique
1) Calorimétrie indirecte
2) Calorimétrie directe (début du ronéo)
D. Facteurs de variabilités de la dépense énergétique
E. Apports énergétiques conseillés ou apport nutritionnels conseillés
II. Sources alimentaires des substrats energétiques
A. Catégories d’aliments (fin du ronéo)
B. Types de substrats énergétiques
C. Utilisation des substrats énergétiques
1) Effets des repas
2) Le jeûne
2) La calorimétrie directe

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Elle mesure la perte de chaleur d'un individu. A tout moment, par exemple lorsqu’on quand on est
assis, on dégage de la chaleur car nos organes en consomment. La calorimétrie directe mesure donc les flux
de chaleur.
La difficulté technique réside dans le fait qu'il faille mesurer les pertes de chaleur de manière précise
en utilisant un calorimètre. Ce calorimètre nécessite une adaptation de la salle : une température ambiante
généralement de 28°C, avec un taux d'humidité relatif constant à 50%. La méthode nécessite donc une salle
particulière. On rentre par un SAS pour s'installer dans la salle. On mesure les pertes de chaleur en Watt par
minute.
Cette technique est plutôt utilisée dans les salles de réadaptation où elle est vraiment nécessaire
(entraînement des footballeurs par exemple). En effet, ce sont des équipements très coûteux, ils ne sont donc
présents que dans des institutions où il existe un réel besoin de contrôler le métabolisme de base de l'individu
pour optimiser ses capacités musculaires. En pratique, la calorimétrie indirecte à l’hôpital est amplement
suffisante, et est là encore dédiée à un public particulier. Par exemple, un individu qui souhaite perdre du poids
à cause d'un risque cardiovasculaire important, ou un individu qui est en réanimation et pour lequel il faut
adapter le régime alimentaire en fonction de ses vrais besoins, les personnes en chimiothérapie car il y a un
effondrement des cellules musculaires à cause des cellules cancéreuses, et les cellules saines sont en manque
d'énergie.
Ainsi, la limitation est due à la nécessité d'une enceinte hermétique, spécifique car on ne met non plus
une cagoule sur l'individu mais une combinaison qui va mesurer les flux de chaleur par des capteurs et les
transmettre à un programme informatique qui va déterminer le métabolisme de base de cet individu. Cet
appareil permettra de déterminer le delta du changement de phase de cette combinaison, qui par un calcul
permet de déterminer la production de chaleur de l'individu. Cette méthode permet de montrer qu'il y a une
équivalence entre la production de chaleur d'un individu et la dépense énergétique de l'individu.
D. Facteurs de variabilité de la dépense énergétique
La dépense énergétique d'un individu est très variable d'une personne à l’autre, c'est un facteur très
important à prendre en considération dès lors qu'on doit orienter la bonne alimentation, la bonne nutrition
d'un individu en situation d'agression ou de difficulté. Cette notion de variabilité est importante puisqu'on va
quasiment pouvoir faire une prescription à l'échelle individuelle.
A l'échelle d'un lycée ou d'un collège, on ne va pas pouvoir faire la même chose : une diététicienne ne
peut pas demander à la cantine de faire 200 repas différents. Dans ce cas, on réfléchit par tranche d'âge. Cela
permet d'imaginer une prescription calorimétrique généralisée réalisée pour des individus en bonne santé et
du même âge. A l'inverse en clinique, on ne fait pas de prescription généralisée. La cuisine centrale fait les
repas de certains services particuliers tels que celui d'oncologie, du centre d'obésité en tenant compte des
besoins en vitamines, minéraux, etc/par jour des patients hospitalisés.
Plusieurs facteurs influencent la dépense énergétique totale d'un individu dont :
• la masse maigre (masse biologiquement active d'un individu),
• la taille,
• l'âge,
• le sexe (8-10% de plus chez l'homme),
• la grossesse,
• l'allaitement,

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• la lactation (nécessite une déviation métabolique pour que le lait soit fabrique),
• la ration alimentaire,
• le patrimoine génétique (qui n'est pas contrôlable mais qu'il ne faut pas négliger).
On a deux équations, les équations de Harris et Bénédict. Outre le fait de mesurer le métabolisme
énergétique de base par calorimétrie indirecte, les informaticiens ont mis au point la modélisation d'une
équation pour déterminer rapidement, dans un cabinet, le métabolisme de base de l'individu souhaité en
appliquant ces deux équations. Le métabolisme de base pour les femmes et pour les hommes concerne les
personnes en bonne santé.
La prof a dit qu'elle ne nous embêterait pas pour calculer cette formule mais elle veut qu'on sache qu'elle
existe, pour ne pas appliquer bêtement un programme informatique sans connaître l'équation. Elle ne veut pas
qu'on la retienne par coeur mais dit qu'il y a beaucoup de questions à poser autour de cette équation.
Cette équation prend en considération le poids, le sexe et l'âge (attention en unités internationales) de
l'individu. Le métabolisme de base est mesuré en kJ/jour.
• La dépense énergétique selon l'âge

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On revient sur l'impact de l'âge car quand on atteint l'âge de 20 ans, on n’a plus les mêmes besoins
énergétiques par kg/ jour qu'un nourrisson. En effet, si l’on a affaire à une population d'âge moyen, l'équation
de Benedict et Harris n'est pas très différente et tourne entre 1300 et 1600 kcal/ jour (40kcal/m²/h). Par contre
dans le cas d’un enfant prématuré, un enfant dans sa première année de vie puis à un jeune enfant en croissance
ou à la puberté, la perception des choses est différente :
• 120 kcal/kg/jour chez le prématuré
• 100 kcal/kg/jour chez le nourrisson (<1an)
• 90 kcal/kg/jour chez un enfant de 10 ans
• 45 kcal/kg/jour à 20 ans
On aurait pu croire que plus l'organisme grandit et plus les organes deviennent opérationnels et d'un
point de vue du métabolisme de base ont besoin d’énergie, mais c'est totalement l'inverse. Justement, chez les
petits, notamment l'enfant prématuré et le nourrisson, c'est le moment où le métabolisme de base a le plus
besoin d'énergie : tout est à construire. La vie foetale a fait quelques tissus et le potentiel est là, mais il faut
maintenant qu'ils atteignent une taille adulte. Du coup, les tissus et les organes vont nécessiter une quantité
importante d'énergie pour se mettre en place.
C'est donc pour ça que l'alimentation du prématuré en périnatalité et celle du nourrisson doivent être
rigoureuses et strictes. Par exemple, quand on dit à la mère de faire une tétée toutes les deux heures, il faut le
respecter mais il ne faut pas non plus en donner davantage. S'il consomme trop de lait, comme sa flore
intestinale est vierge, le lait et son lactose vont être fermentés en acide lactique et provoqueront des diarrhées.
Avec l’âge, les besoins vont diminuer au niveau du métabolisme et atteindre une constante adulte mais
l'enfant va dépenser et finalement la dépense énergétique sera détournée vers les muscles. La variable est donc
l'activité physique, vu que le métabolisme de base est plutôt constant en grandissant.
Le coût énergétique de la croissance inclut deux composantes :
• la valeur énergétique des tissus gagnés, l'énergie déposée.

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• le coût énergétique pour la synthèse des constituants des nouveaux tissus ou de la maturation de ceux-
ci.
Le coût énergétique de la croissance chez une enfant entre 3 et 6 ans est de 5 kCal/kg/jour de tissu
gagné. Le prématuré peut gagner 12g de tissu/kg/jour, ce qui correspond à un coût de la croissance de 60
kcal/kg/jour, soit 50% de l'apport énergétique ingéré. Ainsi, le prématuré a un besoin énergétique quasiment
équivalent sur le total de la journée à une personne adulte, qui en plus a une activité sédentaire car le coût de
fabrication des tissus est extrêmement important.
• La dépense énergétique selon la grossesse
Parmi les facteurs qui influent sur l'équation, il y a des situations exceptionnelles dans la vie des
individus, comme la grossesse chez la femme ou l'allaitement. On retient que la grossesse est une période
d'adaptation du métabolisme énergétique car la femme a besoin de construire un organisme nouveau et de
mettre de l'énergie en réserve pour préparer l'allaitement.
Elle est confrontée à ses propres besoins, aux besoins du foetus et elle doit prévoir le fait qu'après la
délivrance, il faudra nourrir le bébé. Ceci va entraîner des modifications corporelles de la femme. Si elle a
l'habitude de consommer 2000 kcal/jour avec une activité sédentaire normale, le fait qu'elle ait à fabriquer de
nouveaux tissus va nécessiter un apport de 300-400kcal de plus. Elle ne mange tout de même pas pour
« deux ». Il va y avoir une augmentation de certains organes, la création du placenta qui puisent de l'énergie
et naturellement il y a augmentation de la masse grasse. Le cerveau est très intelligent, il demande au tissu
adipeux de stocker plus que d’habitude, en prévision de ce qui arrive derrière.
On estime les besoins énergétiques supplémentaires de la femme enceinte à environ 300 (260
exactement) kCal/jour pendant les 9 mois, ce qui représente une prise de poids raisonnable de 10 à 12 kilos.
Finalement, ça ne se voit peu physiquement, à part le ventre qui grossit - mais c'est au bénéfice du foetus. Le
risque d'une prise de poids trop importante est que la femme s'épuise à l’accouchement, que ça comprime la
cavité amniotique et que le petit soit en insuffisance respiratoire.
On a également un risque d'obésité métabolique. Si la personne a pris plus de poids que nécessaire,
c’est qu'elle a consomme plus de substrats énergétiques (lipides ++). Alors, le niveau de cholestérol est
important, les triglycérides en grande quantité. Un tissu adipeux qui contient trop de TG devient résistant à
l'insuline. La femme commence à être en situation d'hyperglycémie et un diabète gestationnel peut s'installer.
Les enfants dont la mère a subi un diabète gestationnel non contrôlé, ont un périmètre crânien
significativement plus élevé que la normale. Mais surtout si le tissu adipeux de ces enfants ne bouge pas trop
pendant la première année, dès le cap des un an passé, il commence à tout stocker. Ces enfants sont alors
exposés à une obésité dès le plus jeune âge qui risque de se maintenir avec la croissance. L'impact de
l'environnement foeto-maternel sur l'enfant dont l'obésité ne se déclarera pas tout de suite mais à l'âge de 1 an.
La stratégie thérapeutique de l'obésité dans ce cas est préventive : si l’on veut éviter le problème pour la
génération qui arrive, il faut accompagner la maman. Travail conséquent car à La Réunion, 4 fois plus de
diabète qu'en métropole (mode d'alimentation particulier : on consomme plus que les quantités nécessaires).
• La dépense énergétique selon l'allaitement
Autre période un peu exceptionnelle, la période d'allaitement qui va nécessiter une production de lait
qui n'est pas gratuite. La dépense énergétique liée à l'allaitement résulte de la nécessité de produire du lait, du
changement de la masse grasse et de l'activité physique de la maman. Du coup, c'est l'inverse de tout à l'heure
car il va falloir vérifier que la mère n'est pas en carence énergétique pour qu'elle produise tout le lait nécessaire
à son enfant et qu'il réponde au besoin de son nourrisson.
La valeur énergétique du lait est de 0.61 kcal/g, ce qui coûte environ 20% en plus en terme de kCal par
jour pour en assurer la synthèse (600 kCal/jour). La prise alimentaire ne suffit pas toujours à compenser, et
souvent l'allaitement va entraîner une perte de poids car on puise dans ses propres réserves. Il faut donc qu'elle
mange un peu plus pour compenser cette dépense.