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V) Besoins et équilibres nutritionnels
V-1-1) Le besoin énergétique: généralités
* L'organisme se comporte comme un système
récupérateur et transformateur d'énergie.
* L'énergie libérée par l'oxydation cellulaire
des nutriments est quantitativement transformée en d'autres forme d'énergie:
travail, chaleur ou composés porteurs de liaison riches en énergie, tels que
l'ATP.
* L'ATP, ou adénosine triphosphate, est la
molécule qui stocke l'énergie chimique
dans les organismes vivants.
* Les conversions énergétiques ne sont pas
toutes réversibles et ces transformations ont un rendement souvent faibles.
* La chaleur est la forme d'énergie la plus
dégradée et correspond aux pertes de rendement des réactions métaboliques. Il
constitue une sorte d'impasse énergétique
* On distingue plusieurs types de dépenses
énergétique: dépense d'entretien ou de
production.
* Le métabolisme de base
* Dépenses de thermorégulation
* L'activité musculaire
* La dépense consécutive à la consommation des
aliments
Le Métabolisme de base correspond à la dépense
énergétique d'un individu au repos complet, en état de veille, en équilibre
thermique et au calme psychologique.
Le métabolisme de base varie selon l'âge, le
sexe, le poids, la taille, certains états physiologiques (grossesse,
allaitement) croissance ou encore certains états pathologiques (le stress, la
maladie ...).
? Le besoin de croissance: est fonction du
gain de poids et de la modification corporelle morphologique. Il est élevé chez
le jeune, et diminue avec l'âge. Des fluctuations importante
? Le besoin de gestation: correspond au besoin
de croissance fœtale
? Le besoin de lactation : dépend de la
quantité et de la qualité du lait sécrété. La composition de lait de femme
évolue au cours du temps, et varie également en fonction de l'alimentation de
la maman
Les réactions du catabolisme (fermentation,
respiration cellulaire), exergoniques, fournissent l'énergie nécessaire aux
réactions endergoniques de l'anabolisme.
V-1-1) Le besoin énergétique:
Les glucides et les lipides apportent
l'essentiel de l'énergie nécessaire dans notre alimentation sous forme
interconvertible: ils peuvent se substituer les uns aux autres dans une large
mesure.
? À l'issue de la digestion et de l'absorption, les glucides donnent principalement le glucose.
? Le glucose constitue une source d'énergie
rapidement utilisable de 4
Kcal/g .
? Le glucose et le seul métabolite énergétique
du cerveau et de la cellule
nerveuse.
? La glycémie est maintenu à 1g de glucose par
litre de plasma
? Le fructose présente l'intérêt d'avoir un
pouvoir édulcorant plus élevé que
le glucose ou le saccharose et d'être
rapidement absorbé .
Facilement utilisé par le muscle et le
foie sans réaction insulinique
? Le Besoin minimum de glucides est de l'ordre
de 40g / jours (toujours satisfait)
? Si l'apport glucidique est insuffisant, le
foie synthétise du glycogène à partire des lipides de réserves. Les glucides et
les lipides sont facilement interconvertibles, ce qui permet:
* L'économie des autres sources d'énergie
(protéines )
* Et d'évite la surcharge du régime en
matières grasses .
b) Les lipides:
* Saturés; plus élevés dans les graisses
d'origine animale (viande, beurre...)
* Insaturés (mono ou polyinsaturés AGPI) plus
élevés dans les graisses d'origine végétale
? La consommation excessive de graisses
saturées est l'un des facteurs de l'athérome et des maladies coronariennes. Les
AGPI auraient au contraire un rôle protecteur.
? Les AGPI comprennent deux acides gras
appelés essentiels: les acides linoléique et linolénique. Ils ne sont pas
synthétisable par l'organisme. Et Ils jouent un rôle majeur dans la synthèse de
structures cellulaires et de nombreux composés biologiques importants.
? Des études ont aussi mis en évidence
l'importance d'acides gras à chaîne plus longue dans la croissance et le
développement des jeunes enfants.
? De ce fait L'acide arachidonique et l'acide
docosahexaénoïque seraient essentiels à la croissance et au développement des
jeunes enfants. L'acide arachidonique peut être synthétiser à partir de l'acide
linoléique
? Acide linoléique en excès est nocif il
perturbe la synthèse des prostaglandines
à partir de l'acide arachidonique
? Il faut que les quantités d'? 3 et d'? 6
présents dans nos assiettes respectent
un certain équilibre. Soit un ratio ? 6/ ? 3
approximativement égal à 4 ou 5.
? Il faut multiplier la consommation de
produits contenant des ? 3: les poissons gras, fruits de mer et crustacés,
germes de blé, l'huile de colza, graines de lin, les huiles végétales et divers
fruits oléagineux: les amandes, les noix, les graines de courges...etc
? Et limiter ceux qui sont plus riches en ? 6:
Les viandes?rouges trop grasses, la margarine de tournesol, l'huile de sésame,
les huiles d'arachide ou de tournesol, l'huile de palme et de maïs ...
? L'énergie est récupéré à partir de la
dégradation des acide gras et le métabolisme de l'acétyle-coenzyme A.
? Les lipides constituent un apport
énergétique important, de 9 kcal/g en moyenne. Ils permettent donc de réduire
le volume des aliments.
? Le muscle cardiaque est adapté pour utiliser
l'énergie des acides gras seulement.
? Le séjour prolongé des lipides dans le
tractus gastro-intestinal donne une impression de réplétion supérieure à celle
des autres nutriments.
Le cholestérol
? Le cholestérol est un constituant normale
des lipides et de l'organisme. Il se trouve dans toutes les membranes
cellulaires.
? Une alimentation habituelle en apporte 500 à
700 mg/ jour.
? Les lipides sont insolubles dans le sérum et
ne peuvent y circuler qu'en association avec des apolipoprotéines.
? Les apolipoprotéines ou apoprotéines sont
des protéines fabriquées par le foie et sont impliquées dans le transport des
lipides (cholestérol, triglycérides, phospholipides) dans le sang.
? Le dosage sanguin concerne surtout les
apolipoprotéines B qui sont associées au cholestérol formant le (LDL) et les
apolipoprotéines A1 qui sont associées au cholestérol formant (HDL). Leur
différence de densité est due à la proportion en protéine.
* Le cholestérol arrive
*
Le foie synthétise ~1,2g/jour de cholestérol,
dont une partie est déversée, avec les sels biliaires, dans l'intestin, et il
est en partie réabsorbé, effectuant ainsi un cycle entéro-hépatique.
* Les LDL (low density lipoprotéins) ont une fonction
de transport antérograde de cholestérol du foie vers les tissus.
* Les HDL (high density lipoprotéins) ont une
fonction de transport rétrograde de cholestérol des tissus vers le foie.
au niveau des cellules périphériques par les
LDL qui rentrent dans celles-ci par
endocytose. Ce passage au sein de la membrane régule l'absorption des LDL, en
effet lorsque la membrane possède trop de cholestérol, elle ne laisse plus
entré les LDL qui reste dans la circulation sanguine causant des problèmes
cardiovasculaires.
* Le cholestérol constitue un précurseur
métabolique indispensable:
> des acides biliaires,
> des hormones stéroïdes (œstrogènes,
androgènes, corticostéroïdes
...)
> et de stéroïdes cutanés qui, par irradiation, fournissent à l'organisme une source endogène de vitamine D.
* Le cholestérol est impliqué dans le
transport des lipides par le sang.
* et dans la perméabilité des membranes
cellulaire.
* Les lipides alimentaires ont enfin l'intérêt
d'apporter simultanément des vitamines liposolubles (A, D et E)ainsi que des
pigments qui leur sont associés.
* Les lipides sanguins se trouvent sous forme
de triglycérides, de cholestérol et d'acides gras libres et surtout de
complexes lipoprotéiques (chylomicrons...)
* La conversion de glucides ou de protides en
lipides est relativement aisée, les processus inverses sont plus difficiles:
cela explique la facilité avec laquelle certains organismes peuvent tendre à
l'obésité.
V-1-2) Le besoin protidique
? L'organisme à un impérieux besoin d'azote
pour la croissance et la
cicatrisation
? En plus de carbone, de l'hydrogène et
d'oxygène les protéines contiennent
l'azote et souvent du soufre.
? Lors de la digestion, sous l'action des
enzymes protéolytiques les protéines
sont scindées en acides aminés.
? parmi les nombreux acides aminés, 20 sont
communs aux plantes et aux
animaux.
? La capacité de convertir un acide aminé en
un autre varie chez les animaux et est très limitée chez l'homme.
? Certaines acides aminés sont aisément
synthétisables par l'organisme, par transamination dans le foie, à partir
d'acides a-cétoniques: ils sont qualifiés de banals.
? L'alimentation devrait permettre d'apporter
qualitativement et quantitativement la vingtaine d'acides aminée nécessaires.
? En revanche huit acides aminés sont considérés comme
indispensables ou essentiels, parce que sont peu ou pas synthétisables par
l'organisme: ils doivent donc être présents dans l'alimentation en quantités
convenables.
? La lysine et la thréonine sont
rigoureusement non synthétisables chez
l'homme, les autres le sont à une vitesse trop
faible ou insignifiante.
? L'histidine est dite semi-indispensable. Il
est indispensable chez le jeune
enfant en période de croissance, et il devient
banale chez l'adulte.
? Une protéine aura donc une valeur biologique
d'autant meilleure qu'elle apportera les acides aminés en proportion
équilibrées et en particulier les acides aminés indispensables .
? Si un ou plusieurs acides aminés essentiels
manquent, la qualité du protéine diminue. L'acide aminé essentiel le plus
déficient est appelé " acide aminé limitant ou facteur limitant ".
C'est lui qui détermine le rendement de l'ensemble de la protéine.
? Les protéines animales sont assez bien
équilibrées, parfois carencées en
acides aminées soufrés ou en isoleucine.
? La lysine est facteur limitant des protéines
de céréales.
? La méthionine facteur limitant pour les
légumineuses.
? Les protéines de l'œuf entier sont considéré
comme des protéines de
référence parce qu'elles présentent un
équilibre excellent.
? Activités enzymatiques
? Constitution des hormones
? Rôles anti infectieux (anticorps = ?-
globulines ...)
? Mécanisme de détoxication ( la méthionine
assure la méthylation de certaines déchets. La cystine, la glycine permettent
l'élimination de substances toxiques sous forme conjuguée.
? Contraction musculaire
? Transports membranaire
? Soutien et protection de l'os, la peau, les
tissus ...
? ...etc
? Les protéines de l'organisme sont
constamment remaniées.
? Les acides aminés plasmatiques et
musculaires ont donc une double origine;
? Exogènes pour ceux qui proviennent de
l'alimentation
? Endogène pour ceux issus du catabolisme
protéique.
? Les protéines consommées en excès de la
ration nécessaire à la croissance, au renouvellement des cellules et des
liquides biologiques et à diverses autres fonctions métaboliques, sont
transformées en glucides et stockées comme réserve d'énergie.
? Si l'apport calorique des glucides et
lipides de la ration est insuffisant, une partie
des protéines sera transformée en énergie.
? Les vitamine sont des substances organiques,
sans valeur énergétique propre,
? Elles sont nécessaires à l'organisme et l'homme
ne peut en synthétiser en quantité suffisante.
? Elles doivent donc être fournies
par l'alimentation.
? Treize substances répondent à
cette définition.
? Elles constituent un groupes de molécules
chimiquement très hétérogène. Ce sont des substances à faible poids
moléculaire: de 122 pour le nicotinamide (Vit PP) à 1355 pour
le cyanocobalamine (Vit B ).
12
? Certaines d'entre elles ont des structures
qui s'apparentent à celles d'autres composés organique: Vit C et sucres, Vit D
et hormones stéroïdes, Vit B12 et prophyrines.
? On les classe habituellement en fonction de
leur solubilité dans les solvants organiques (vitamines liposolubles) ou dans
l'eau (vitamines hydrosolubles).
Vitamines liposolubles
A, D, E, K
Vitamines hydrosolubles
B1, B2, PP, B5, B6, B8, B12, C
? les vitamines sont plus ou moins sensibles
aux agents physiques et chimiques (Chaleur, Lumière, Oxydants, Réducteurs,
Humidité, Acides, et Bases)
Très sensibles
B1, C
Sensibles
A, D, K, B2, B9
Peu sensibles
E, B5, B6, B8, B12
Stable
PP
? Les vitamines sont des substances
indispensables à faible dose pour la croissance et l'équilibre de l'organisme.
Elles sont impliquées dans quatre grands types de fonctions, mais certaines
vitamines cumulent plusieurs fonctions en même temps:
La fonction coenzymatique
Les vitamines ayant une fonction de coenzyme
participent à un très grand nombre de réactions biochimiques du métabolisme
cellulaire.
Exemple: B9 et B12 dans le métabolisme des
unités monocarbonées. L'acide folique est le précurseur métabolique d'une
coenzyme, le tétrahydrofolate, impliquée notamment dans la synthèse des bases
nucléiques, purines et pyrimidines, constituant les acides nucléiques du
matériel génétique. Et le PP, B5 et B8 sont impliquées dans la synthèse des
acides gras, etc
Le transfert de protons et d'électrons
Exemple de B2 et PP dans le cycle de krebs et
la chaine respiratoire, et E et C dans
la neutralisation des radicaux libres.
La stabilisation des membranes
La Vit E protège les acides gras polyinsaturés
membranaires de l'oxydation.
Une fonction de type hormonal.
La
Vit D est une véritable prohormone, dont la forme biologiquement active est
synthétisée par hydroxylation de la Vit D au niveau du foie puis du rein avant
de jouer son rôle sur les organes cibles (intestin, os et rein). Elle agit à la
manière d'une hormone stéroïde en déclenchant la synthèse d'une protéine
spécifique par la cellule.
? La notion des besoins est assez complexe car
différentes critères peuvent servir à les évaluer:
> Prévention des manifestations cliniques
de carence.
> Maintien d'un statut biologique optimal
> Situation de réserves de l'organisme
> Prévention de certaines pathologie non
carentielles
? De plus les besoins dépendent de l'état
physiologique : (âge, sexe, grossesse, allaitement ,...), de l'activité
physique et de la composition de la ration alimentaire (Tiamine et apports en
glucides).
? Les besoins vitaminiques sont accrus dans
les états de stress et de nombreuses maladies.
? Les ANC (Apports Nutritionnelles
Conseillées) sont destinés à couvrir les besoins de 95 à 97.5 % de la
population générale.
Une carence vitaminique ou avitaminoses se
déroule en plusieurs étapes:
1) Dans un premier temps, l'organisme puise
dans ses réserves: au niveau d'un organe de stockage quand il y en a, ou par
appauvrissement progressif du pool total de l'organisme. Pendant toute cette
phase, il n'y a aucun signe clinique ou biologique de carence.
2) Lorsque les réserves sont épuisées, on peut
observer les premiers désordres biologiques sous forme, par exemple, d'une
diminution d'activité enzymatique.
3) Puis, surviennent les manifestations
cliniques, d'abord non spécifiques
puis spécifiques pour certaines vitamines:
* Symptômes généraux peu spécifiques: retard
ou arrêt de croissance, troubles cutanés (Vit du groupe B), anorexie ou perte d'appétit
(Vit A, B1, C).
* Symptômes spécifiques: affectant différents
organes et tissus ou
certaines fonctions physiologique:
> Os et métabolisme du phosphore et du
calcium (Vit D )
> Vision (Vit A)
> Intégrité des tissus musculaires ( Vit E)
> Intégrité des membranes cellulaires (Vit
A, E, C)
> Système nerveux (Vit B1, B3)
> Hématopoïèse (Vit B12, B9)
4) A un stade avancé on peut mettre en
évidence des lésions anatomiques irréversibles. Certaines avitaminoses (Vit A,
E, B2, B12, B3, B5, B8, B9) sont tératogènes.
L'eau est le composant le plus abondant de la
matière vivante. Il représente plus que 60 % du poids total de l'organisme
humain et reste variable selon:
? L'âge et le sexe: Embryon 97% ; Nourrisson
70% ; Adulte 60-65% ; sujet âgé 45%-50% ; Variable selon
? Les tissus: Muscle 75% ; Os 24% ...
L'eau
est répartit dans
différents
compartiments hydriques :
? Le compartiment intra-cellulaire, 40 %
sur 60% du PT.
? Le compartiment extra-cellulaire, 20% sur
60% du PT, et dont 15% (liquide interstitiel), et 5 % (plasma).
* Le besoin en eau est primordiale parmi
l'ensemble des besoins nutritionnels; c'est
l'élément fondamentale du milieu cellulaire:
* Il intervient dans tous les processus
métaboliques,
* Dans l'équilibre osmotique
* Participe à la régulation thermique
* Aux secrétions digestives
* A l'élimination des déchets
* Au cours de la journée notre organisme perd
de
l'eau principalement:
* Par le rein sous forme d'urine (1.5 à 1.7
l/jour)
* Les pertes d'eau par la sueur via la peau et
par respiration sont de 0.9 l/jour , mais ils peuvent augmentées avec la
chaleur.
* Une quantité plus faible est éliminée dans
les
selles 0.1 l/jour, sauf en cas de diarrhée.
* Les besoins sont de 1000 à 3000 ml/jour chez
l'enfant; 2000 à 2500 ml/ jour chez
l'adulte; Réparties entre:
* L'eau de boisson (0,5 à 2 l/jour),
* L'eau des aliments (0,5 à 2 l/jours),
* L'eau métabolique, produit par l'oxydation
cellulaire des nutriments (environ
350 ml/ jour).
* Les éléments minéraux nécessaires à
l'organisme on peut les classer en
deux grande catégories selon l'ordre de
grandeur du besoin:
* Les macroéléments: besoins de l'ordre de
g/jour
* Les oligoéléments: besoin de l'ordre de mg /
jour ou moins
* Les matières minérales jouent un rôle
plastique évident, au niveau de
l'os mais aussi des tissus et des secrétions
de l'organisme (lait)
* Ils jouent des rôles fonctionnels
importants, de nature métabolique en
activant de nombreux systèmes enzymatiques,
* Un rôle de nature physicochimique en
contrôlant le PH , neutralité
électrique, les gradients de potentiel
électrochimique,
* Ils entre également dans la constitution de
composée à signification physiologique particulière: HCL des secrétions
gastriques, iode des hormones thyroïdiennes et le fer de l'hémoglobine...
? Ils représentent les 3/4 des éléments
minéraux de l'organisme, localisés
essentiellement dans l'os, et en constitue une
réserve importante
? L'absorption se fait dans différentes sites
de l'intestin après hydrolyse des sels calcique, des phosphates et des composés
organique phosphorés.
? Le calcium ionisé est activement absorbé par
un mécanisme contrôlé par une protéine de transport, spécifique et Vit
D-dépendante. Cette forme est aisément digestible.
? La digestibilité du calcium est de 40 à 50
%, elle diminuée par: l'excès de calcium et de phosphore et par la présence
d'oxalate, de phytates et d'acides gras peu digestibles.
? La digestibilité du phosphore varie de 10 à
90 %, les sels de phosphore insolubles dans l'eau sont peu digestibles.
? Sont des électrolytes dont les fonctions
principales sont de maintenir la neutralité électrique et les pressions
osmotiques dans les compartiments corporels.
? Le chlorure de sodium augmente l'appétence
des aliments, éveille le réflexe de soif et aurait un effet favorable sur le
péristaltisme intestinal. L'appétence alimentaire signifie l'attirance
qu'exerce un produit consommable sur un individu.
? Les apports habituels de potassium (100 à
150 mEq/jour) et de (50
mEq / jour ) pour le chlore; ils sont toujours
suffisants.
? Le sodium représente dans notre alimentation
au moins 250 mEq/jour avec des variations considérables (soit l'équivalent de 6
à 15 g NaCl), répartie pour 2/3 dans les aliments et 1/3 sous forme de sel
d'assaisonnement. Cet apport est largement supérieur au besoins qui ne
dépasserait pas 150 mEq chez l'adulte (3,5 g de Na ou 8,6 g NaCl ). L'excès est
impliqué dans l'hypertension artérielle
magnésium
? C'est un modérateur de l'excitabilité
neuromusculaire il est présent dans la plupart
de nos aliments.
? Si les déperditions sont importantes; formes
extrêmes de malnutrition protéino- énergétique (MPE); elles peuvent induire une
faiblesse des troubles de comportement et parfois des convulsions.
Fer , le cuivre, et le cobalt:
? Interviennent dans la biosynthèse de
l'hémoglobine
et la formation des globules rouges
:hématopoïèse.
? Le métabolisme du fer se fait pratiquement
en circuit fermé; le fer libéré dans l'intestin est en grande partie réabsorbé.
? Les besoins sont plus impotents chez
l'enfant et la femme, les anémies ferriprives sont rares chez l'adulte, sauf
après de fortes hémorragies.
? L'intérêt du cobalt réside dans le fait
qu'il constitue 4% de la Vit B12.
Mais il ne joue aucun rôle dans l'anémie liée
à un déficit en Vit B12 .
? Il semble qu'un déficit en cuivre induit une
anémie chez les prématurés, les
sujets atteints de MPE, et ceux sous nutrition
parentérale exclusive.
? L'organisme adulte en contint 2 à 3 g et a
besoin d'un apport de
15 mg/jour.
? La majorité du zinc se trouve dans le squelette
mais il y en a aussi dans la peau les cheveux et la prostate.
? Les meilleures sources sont les aliments
protéiques comme la
viande, les fruits de mer et les œufs.
? L'absorption du zinc est comme celle du fer,
est inhibée par les
phytates les oxalates et les tanins.
? Des recherches semblent montrer que le
déficit en zinc est responsable d'un ralentissement de croissance et d'une
diminution de l'appétit comme elle pourrait contribuer à la MPE.
* L'iode est essentiel pour le fonctionnement
thyroïdien, les hormones thyroïdiennes: la Thyroxine (T4) et la
Tri-iodothyronine (T3), ont un rôle crucial dans la régulation du métabolisme,
la consommation de glucose, et la synthèse protéique et le développement du
système nerveux.
* Lorsque l'apport d'iode est suffisant, une
thyroïde adulte capte environ 60 µg d'iode par jour pour fabriquer les
quantités d'hormones requises.
* Il est surtout apporté par les produits
d'origine marine. Dans les régime éloignées de la mer on peut voir apparaitre
des signes de carence (goitre, retard de croissance physique et mental chez
l'enfant) Le remède le plus efficace est l'addition d'iodures au sel de cuisine
au taux de 1/10 000 à 1/100 000.
FLUOR
? Le fluor se trouve surtout dans les dents et
le squelette. Sa présence à l'état
de traces dans les dents contribue à les
protéger des caries.
? Le fluor consommé durant l'enfance devient
partie intégrante de l'émail
dentaire et le rend plus résistant aux acides
organiques.
? Des études ont même suggéré que le fluor
pourrait également consolider le
os et empêcher le développement de
l'ostéoporose à un âge avancé.
? La source principale de fluor est l'eau de
boisson. Un apport d'une
particule par million (ppm) suffit à protéger
les dents.
? Si la concentration dans l'eau de boisson
est inférieure à 0,5 ppm, la prévalence des caries a des chances d'augmenter.
Le taux recommandé est de 0,8 à 1,2 ppm.
? L'adjonction de fluor aux dentifrices
contribue également à prévenir les caries. Le fluor n'évite pas totalement les
caries, mais il peut en réduire l'incidence de 60 à 70 pour cent.
? Un apport excessif de fluor provoque une
fluorose dentaire qui tache les dents. Cela est généralement lié à la
consommation d'une eau excessivement fluorée.
? La fluorose entraîne également une sclérose
osseuse, des calcifications des
insertions musculaires et des exostoses.
? Dans une région de Chine où le sol est
pauvre en sélénium et l'alimentation aussi par voie de conséquence, on a décrit
la maladie de Keshan
? La teneur en sélénium des grains et des
légumes dépend directement de la teneur en cet oligo-élément dans les sols où
ils sont cultivés. De même, la teneur des aliments de source animale varie
selon celle de l'alimentation des animaux.
? La maladie de Keshan est une maladie qui
affecte le muscle cardiaque; caractérisée par des anomalies en ECG,
cardiomégalie, et éventuellement insuffisance cardiaque. La caractéristique
pathologique essentielle de la maladie est la présence des endroits nécrotiques
multiples dans le myocarde
? Les chercheurs chinois estiment que l'apport
de sélénium alimentaire
la préviendrait.
? Le déficit en sélénium a aussi été accusé de
favoriser certains
cancers.
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