Nutriments et métabolisme
Marianne Zeller
UE 2.2 Cycle de la vie et grandes fonctions
Nutriments et métabolisme
- Nutriments = toute substance apportée par nos aliments - Assurent croissance, entretien, réparation des tissus
- 5 groupes de nutriments:
- Glucides, lipides, protéines - Vitamines, minéraux
- Glucides ( + lipides) apportent énergie → ATP - Aliments = mélange nutriments
- Source = animale ou végétale
- 5 groupe d’aliments (≈ mêmes proportions de nutriments) - Céréales
- Fruits/légumes
- Viandes/poisson/œuf - Produits laitiers
- Graisses
Sources alimentaires de glucides
• Type = Sucres + amidon
• Origine = végétale
– Sauf lait, viande
• Principales sources
– Fruits/légumes → glucose, fructose – Lait → lactose
– Viandes → un peu glycogène
– Céréales, légumineuses → amidon
• Cellulose = fibre alimentaire non digestible des
légumes (ex: salade), mais facilite (↑ volume )
évacuation des selles
Sources alimentaires de lipides
• Principaux types
– Triglycérides – Phospholipides
– Cholestérol (jaune d’œuf, viande, produits laitiers)
• Catégories selon double liaisons chimiques AG
– Graisses animales → saturées
• Viande, produits laitiers
– Graisses végétales → insaturées
• Huiles, graines, noix
Sources alimentaires de protéines
• Polymères d’acides aminés (aa)
– 20 aa
• 9 essentiels = non synthétisés par l’organisme
• Protéines animales
(meilleure qualité car type et proportion optimale d’aa )– Œuf – Lait
– Viandes, poissons
• Protéines végétales
(apport aa = incomplet)– Légumineuses (lentilles, pois, haricots…)
– Céréales, noix
Sources alimentaires de vitamines
• 13 vitamines
– Liposolubles = A, D, E et K – Hydrosolubles = B, C
• Apportés par alimentation, sauf
– Vitamine A = une partie synthétisée par la peau – Vitamine K (bactéries du colon)
• Nécessaires au fonctionnement cellulaire, en petites quantités
• Rôles très variés
– Souvent = co-enzymes
Sources alimentaires des minéraux
• Besoins vitaux journaliers
• 7 minéraux (mg)
– Calcium, phosphore, potassium, soufre, sodium, chlore et magnésium
• Oligoéléments (µg)
– Ex: Iode, Fluor, Fer, Zinc, Cuivre, Sélénium…
• Surtout dans légumes, légumineuses, lait,
viandes
Nutriments et métabolisme
-Les nutriments sont apportés par le sang aux cellules de l’organisme.
- Ils subissent un ensemble de réactions biochimiques constituant le métabolisme
= Ensemble de réactions chimiques nécessaires au maintien de la vie
- Au cours de ces processus, des substances sont continuellement élaborées et dégradées
- Utilisations des nutriments par les cellules selon
leur nature biochimique
Principales voies d’utilisation des nutriments
Fonctionnelles
Lipides
Membranes Myéline Tissu adipeux
Glycérol, AG
Protéines
Structurales
Kératine
Collagène Elastine Muscles
Hormones Enzymes
Acides aminés
Glucides
Energie
ATP
Glucose
Nutriments et métabolisme
- Anabolisme: réactions de synthèse de grosses molécules à partir de molécules plus petites
→ Consommation d’ATP
Ex: aa → protéines
- Catabolisme: réactions de dégradations de
molécules complexes en molécules plus simples Energie libérée
→Production d’ATP
Ex: Oxydation glucose (respiration cellulaire)
Métabolisme des glucides
Glucose = principal produit de la digestion des glucides
Rentre dans cellules par diffusion facilitée (insuline)
Combustible alimentaire des cellules → ATP (sauf foie, muscles repos et cœur : lipides → ATP )
Energie chimique libérée par la dégradation glucose → permet liaison d’un groupement phosphate sur un ADP → ATP
Respiration cellulaire
La respiration cellulaire
Respiration cellulaire CytoplasmeMitochondrieDigestion → Sang
Métabolisme des lipides
Lipides digérés (AG, glycérol) → lymphe → sang - Foie :
1) Lipides → ATP
AG → Acétyl CoA → CO2 + H2O + ATP
Si combustion incomplète (glucose non disponible) → corps cétoniques (acétone) → acidose (cétose). Ex : au cours du diabète ou du jeûne
2) Lipides → synthèse lipoprotéines, cholestérol - Le reste des lipides : retourne dans le sang pour
- Stockage dans tissu adipeux - Utilisation par les cellules
→ Production d’ATP (respiration cellulaire)
→ Synthèse de myéline, membranes cellulaires
Tissu adipeux
Hanches, Abdomen, Seins, Hypoderme…
Métabolisme et transport du cholestérol
• Cholestérol = molécule indispensable à la vie
• Rôles (≠ production d’énergie)
– Précurseur hormones stéroïdes, vitamine D – Constituant des membranes cellulaires
• Origine
– Alimentaire (15%)
– Synthèse dans foie (85%) (à partir d’acétyl CoA)
• Elimination dans sels biliaires (→ fèces)
• Transport dans le sang = lipoprotéines
– LDL-cholestérol : Foie → cellules – HDL-cholestérol : Cellules → Foie
• Hypercholestérolémie = excès de LDL dans le sang
– Facteur de risque de maladies cardiovasculaires
Métabolisme des protéines
Protéines dégradées par digestion → acides aminés Passage dans le sang (après passage dans le foie)
- Sang reçoit aussi les aa issus de dégradation des protéines cellulaires (recyclage) Puis captés (transports actifs) et utilisés par les cellules pour la synthèse de leurs protéines (fonctionnelles, structurales)
- Le reste → production d’ATP (respiration cellulaire) → NH3 → urée
Foie et métabolisme du glucose
Glycogène
Glycogénèse Glycogénolyse Néoglucogénèse
Glycérol
Acides aminés
Lipides
Protéines Glycémie
Foie
Cerveau Muscle
Foie et régulation de la glycémie
Apports énergétiques
• Apport énergétique = énergie dégagée par l’oxydation des nutriments
– Unité d’énergie = Kilocalorie (Kcal)
• 1 kcal = 4,18 kj
• Régulation des apports : mécanismes complexes nerveux et
hormonaux impliquant l’hypothalamus (signaux de faim/satiété) et venant de
– Tube digestif
– Taux nutriments sg
– Leptine = hormone libérée par le tissu adipeux
Nutriment Kcal / g
Glucides 4
Lipides 9
Protéines 4
Alcool 7
Les apports et les dépenses énergétiques
Nutriments
Energie
Chaleur Travail
Stockage
Mise en réserve
Apports
Dépenses
Mécanique Transport Synthèse
60%
Dépenses énergétiques
• Dépense énergétique = énergie immédiatement perdue sous forme de
– Chaleur – Travail
– Réserve d’énergie (tissu adipeux, glycogène)
• Dépense énergétique au repos = métabolisme basal
= Dépenses liées au maintien des activités vitales (respiration, fonctionnement des organes)
– Variable suivant individus (surface corporelle, âge, sexe, état émotionnel…)
• Homme jeune 70 kg ≈ 1500 kcal / j
– Thyroxine (hormone thyroïdienne) → ↑ dépenses métaboliques → ↑ métabolisme basal
• Dépense énergétique liée à activité physique = très
variable
L’équilibre énergétique
• Si apports (nutriments) = dépenses (chaleur, travail, réserve) → poids corporel = stable
• Si apports ≠ dépenses → variations poids corporel
– Apports > dépenses → ↑ poids corporel – Dépenses > apports → ↓ poids corporel
• Régulation du poids le plus souvent par adaptation des apports aux dépenses
Thermorégulation
Pr Marianne Zeller
UE 2.2 Cycle de la vie et grandes fonctions
D’où vient la chaleur de notre corps ?
• Quand un combustible brule, il consomme O
2et produit de l’énergie ( ε )
Glucose + O2 → CO2 + H2O +
ε
• ε de notre corps provient oxydation nutriments
• 1
erprincipe thermodynamie: ε ni crée ni détruite
• An final, ε des nutriments convertie en chaleur
La thermorégulation
• La température corporelle reste constante autour de 37 ± 0,5°C
• entre 35,8°C et 38,2°C
• = Température compatible avec activités biologiques (vitesse réactions enzymatiques, conformation protéines)
• Activité métabolique et température extérieure = variables
• → il faut des systèmes de perte ou de production de chaleur pour compenser ces variations et maintenir la température constante
• Thermorégulation = mécanismes mis en jeu pour maintenir la température optimale
L’Equilibre thermique
1) Notre température corporelle résulte d’un équilibre entre
production et déperdition
2) Il existe un ajustement constant afin de maintenir l’équilibre
thermique
Thermogénèse=production de chaleur par l’organisme pour maintenir
constante la température interne
Thermolyse=déperdition de chaleur par l’organisme pour maintenir constante la température interne
Production chaleur
Déperdition chaleur
Thermogénèse Thermolyse
Exposition au froid :
mécanismes de la thermogénèse
Augmentation production chaleur par:
- Comportement (se couvrir, se mettre vers un endroit chaud…) - Frissons
- Vasoconstriction vaisseaux cutanés - ↑ Tonus musculaire
- ↑ Métabolisme (via Catécholamines, hormones thyroïdiennes) - Graisse brune (nouveaux nés)
1. Evaporation
= Dissipation chaleur quand eau liquide → gazeux (vapeur)
• Insensible (poumons, bouche)
• Sensible: sueur (glandes sudoripares)
Exposition au chaud :
mécanismes de la thermolyse
A l’’exercice, jusqu’à 1 à 2 L d’eau perdue par heure
Thermolyse
2. Vasodilatation périphérique
3. Comportement
-Rechercher un endroit frais -Se dévêtir
-S’éventer -Bouger -Etc.
-Dilatation vaisseaux cutanés favorisent déperdition de chaleur
-Augmente échanges température du sang avec l’extérieur
Mécanismes de thermorégulation
La fièvre
• Hyperthermie = Toute élévation température corporelle (ex:
exercice physique)
• Fièvre = Modification du réglage du thermostat cérébral
(augmentation de la température de consigne hypothalamique)
• Objectif = stimuler mécanismes de défense
• Cause la plus fréquente = infection, mais aussi traumatisme physique et stress
• Symptômes
• Sensation de froid : recroquevillement, frissons, vasoconstriction
• Correspondent à une adaptation de l’organisme afin d’augmenter la thermogénèse
• En fin de processus, mise en route de la thermolyse (sudation, vasodilatation) afin de faire redescendre la température
