Chapitre : bioénergétique

Présenté par Dr bendaoud 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: Les vitamines hydrosolubles et les vitamines liposolubles Les vitamines essentielles et les vitamines non essentielles.

Les vitamines hydrosolubles 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 : minéraux macroélèments Oligoélèments

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 Post prondial État de jeûn

l’état postprondial: L’état postprondial regroupe les étapes de l’ingestion, de la digestion et de l’absorption des nutriment. 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. ingestion Digestion Absorption

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.