Scheda di revisione: Introduction aux besoins énergétiques et nutritionnels

📋 Plan du Cours

1. Unités d’énergie alimentaire kJ et kcal
2. Conversion de l’énergie et pertes thermiques
3. Besoins énergétiques selon métabolisme et activité
4. Métabolisme de base : définition et mesure
5. Équation de Harrys et Benedict pour le MB
6. Facteurs de variation des besoins énergétiques
7. Dépenses hydriques et besoins quotidiens en eau
8. Répartition de l’eau dans les tissus et fonctions
9. Croissance post-natale et pics de croissance
10. Renouvellement cellulaire et renouvellement sanguin
11. Structure des membranes et rôle des lipides
12. Micronutriments : minéraux, oligoéléments et vitamines

📖 1. Unités d’énergie alimentaire kJ et kcal

🔑 Notions clés & Définitions

• Kilojoule kJ : Unité d’énergie du système international utilisée en alimentation pour exprimer l’énergie fournie par les aliments.
• Kilocalorie kcal : Ancienne unité d’énergie encore utilisée en diététique pour exprimer les apports alimentaires.
• Énergie chimique des aliments : Énergie stockée dans les aliments que le corps transforme en d’autres formes lors du fonctionnement de l’organisme.
• Métabolisme de base : Dépense énergétique minimale correspondant aux besoins incompressibles nécessaires aux fonctions vitales au repos.

📝 Points essentiels

• Conversion : 1 kcal = 4,18 kJ.
• Lors d’un effort musculaire, 25% de l’énergie chimique devient énergie mécanique, le reste est perdu en chaleur.
• La chaleur produite augmente la température corporelle et déclenche la sudation.
• Les apports énergétiques doivent correspondre au métabolisme de base et aux dépenses liées aux activités quotidiennes.
• Le métabolisme de base correspond aux dépenses incompressibles : battements du cœur, mouvements respiratoires, tonus musculaire, fonctionnement cérébral.
• Mesure du métabolisme de base : sujet au repos (allongé, immobile), à jeun depuis 12 h, en neutralité thermique (20°).

💡 Astuce mémo

kcal→kJ : 1 kcal = 4,18 kJ ; effort : 25% mécanique + 75% chaleur (sudation).

📖 2. Conversion de l’énergie et pertes thermiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Balance énergétique : La balance énergétique correspond à l’équilibre entre les apports fournis par l’alimentation et les besoins de l’organisme (métabolisme de base + activité).
• Besoins plastiques : Les besoins plastiques sont les besoins de construction et de renouvellement des constituants de l’organisme, couverts par l’alimentation.
• Besoins fonctionnels : Les besoins fonctionnels regroupent les besoins liés au fonctionnement de l’organisme, couverts par l’alimentation.
• Dépenses hydriques : Les dépenses hydriques désignent les pertes quotidiennes d’eau par la peau, la respiration, les selles et l’urine.

📝 Points essentiels

• Les apports énergétiques doivent couvrir les besoins, sinon l’organisme n’équilibre pas ses dépenses.
• Un excès d’apports entraîne une prise de poids et peut provoquer des problèmes de santé.
• Un manque d’apports entraîne un amaigrissement et peut provoquer des problèmes de santé.
• L’organisme a des besoins énergétiques, mais aussi des besoins plastiques et fonctionnels couverts par l’alimentation.
• Les pertes hydriques quotidiennes sont d’environ 600 mL par la peau, 300 mL par la respiration, 200 mL par les selles et 1400 mL par l’urine.
• Sans apport d’eau, la survie ne dépasse en général pas 2 à 3 jours.

💡 Astuce mémo

Apports = Besoins : trop → prise de poids, pas assez → amaigrissement ; eau perdue = peau + respiration + selles + urine.

📖 3. Besoins énergétiques selon métabolisme et activité

🔑 Notions clés & Définitions

• Métabolisme basal : Le métabolisme basal correspond aux dépenses énergétiques nécessaires au fonctionnement des organes au repos.
• Renouvellement cellulaire : Le renouvellement cellulaire désigne la production régulière de nouvelles cellules pour remplacer celles qui meurent.
• Réparation des tissus : La réparation des tissus regroupe les processus qui reconstruisent ou régénèrent des structures après une lésion.
• Fonctionnement biochimique : Le fonctionnement biochimique regroupe les réactions et synthèses permanentes qui exigent des apports en nutriments.
• Besoins en fer : Les besoins en fer sont les apports quotidiens nécessaires pour fabriquer l’hémoglobine et assurer le transport de l’oxygène.

📝 Points essentiels

• Les besoins énergétiques varient avec le métabolisme et l’activité, car les dépenses changent selon l’intensité des fonctions sollicitées.
• Le renouvellement cellulaire impose des apports continus car chaque type cellulaire a une durée de vie limitée.
• Globules rouges : renouvellement en 120 jours, ce qui nécessite une production régulière de nouvelles cellules sanguines.
• Cellules de l’épithélium de l’intestin grêle : renouvellement en 4 jours, donc besoins élevés en renouvellement rapide.
• Cellules de la peau : renouvellement en 3 à 4 semaines, avec une régénération régulière des tissus cutanés.
• Après une hémorragie, l’organisme reconstitue volume sanguin en synthétisant de nouvelles cellules sanguines et du plasma.

💡 Astuce mémo

Repos = basal, remplacement = renouvellement, réparation = cicatrisation, travail = synthèses : basal + renouvellement + réparation + fonctionnement.

📖 4. Métabolisme de base : définition et mesure

🔑 Notions clés & Définitions

• Métabolisme de base : Le métabolisme de base correspond à l’énergie dépensée par l’organisme au repos pour assurer ses fonctions vitales.
• Dépense énergétique : La dépense énergétique regroupe l’énergie utilisée par le corps pour le fonctionnement des organes et l’activité.
• Mesure du métabolisme : La mesure du métabolisme consiste à estimer la dépense énergétique à partir d’observations physiologiques standardisées.
• Sucs digestifs : Les sucs digestifs sont des liquides sécrétés par les glandes digestives, composés notamment d’eau et d’enzymes.

📝 Points essentiels

• Les glandes digestives sécrètent chaque jour environ 3 à 5 L de sucs digestifs faits d’eau et d’enzymes.
• La majeure partie de l’eau des sucs digestifs est réabsorbée par l’organisme.
• Les enzymes sont des protéines dégradées rapidement, ce qui impose une synthèse permanente.
• Les glandes salivaires sécrètent de l’eau et des enzymes.
• Les chimiothérapies anticancéreuses peuvent être efficaces car elles bloquent la division des cellules, ce qui touche davantage les cellules cancéreuses en croissance rapide.

💡 Astuce mémo

Repos = fonctions vitales ; enzymes = renouvellement rapide (protéines détruites vite → synthèse continue).

📖 5. Équation de Harrys et Benedict pour le MB

🔑 Notions clés & Définitions

• Équation de Harris et Benedict : Équation empirique utilisée pour estimer le métabolisme de base à partir de caractéristiques individuelles comme le sexe, l’âge et la masse corporelle.
• Métabolisme de base : Niveau minimal d’énergie dépensée par l’organisme au repos, nécessaire au maintien des fonctions vitales.
• MB : Abréviation de métabolisme de base, correspondant à la dépense énergétique de référence au repos.
• Activité 3 : Exercice de classement et de construction de repas visant à relier catégories d’aliments et équilibre alimentaire.

📝 Points essentiels

• Le MB correspond à une estimation de la dépense énergétique au repos, utilisée comme référence pour construire ensuite une ration.
• L’estimation du MB se fait à partir de données personnelles (sexe, âge, masse), via l’équation de Harris et Benedict.
• L’exercice « Activité 3 » demande de classer des aliments dans des groupes alimentaires distincts (féculents, protéines, matières grasses, fruits/légumes, sucrés, eau/boissons non sucrées).
• La surface de chaque étage d’une pyramide alimentaire représente la proportion de l’aliment dans une ration quotidienne idéale selon les préconisations INPES.
• Dans une classification « conventionnelle », les légumineuses sont parfois rangées avec les féculents, mais elles apportent aussi beaucoup de protéines végétales et peuvent remplacer une portion de protéines animales.

💡 Astuce mémo

MB = « Minimum au repos » : Harris-Benedict sert à calculer ce plancher énergétique avant d’ajouter l’activité.

📖 6. Facteurs de variation des besoins énergétiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Matières minérales : Les matières minérales regroupent l’eau et les sels minéraux, qui ne libèrent pas d’énergie par combustion.
• Matières organiques : Les matières organiques sont des constituants combustibles dont la combustion libère de l’énergie.
• Nutri-Score : Le Nutri-Score est un logo nutritionnel qui classe les produits de A à E selon leur qualité nutritionnelle.
• Allégation nutritionnelle : Une allégation nutritionnelle indique ou suggère qu’un aliment possède des propriétés nutritionnelles bénéfiques pour la santé.
• Allégation de santé : Une allégation de santé est une mention indiquant qu’un aliment peut apporter un bénéfice pour la santé.

📝 Points essentiels

• L’énergie alimentaire provient de la combustion des molécules organiques, tandis que les matières minérales ne sont pas combustibles.
• Les matières minérales sont constituées d’eau et de sels minéraux, donc elles ne contribuent pas à la libération d’énergie par combustion.
• Le Nutri-Score positionne chaque produit sur 5 niveaux, de A (le plus favorable) à E (le moins favorable).
• Le Nutri-Score est calculé pour 100 g à partir de nutriments à favoriser (fibres, protéines, fruits et légumes) et de nutriments à limiter (acides gras saturés, sucres, sel).
• Une allégation nutritionnelle communique des propriétés nutritionnelles bénéfiques pour la santé.
• Une allégation de santé correspond à une mention publicitaire sur l’étiquette reliant la consommation d’un aliment à un bénéfice (ex. défenses naturelles, apprentissage).

💡 Astuce mémo

Organique = énergie (ça brûle) ; minéral = pas d’énergie (eau + sels).

📖 7. Dépenses hydriques et besoins quotidiens en eau

🔑 Notions clés & Définitions

• Eau corporelle : Eau corporelle : composant majoritaire de l’organisme, représentant environ 60% du poids total chez l’adulte, avec des variations selon l’âge.
• Eau intracellulaire : Eau intracellulaire : fraction de l’eau située à l’intérieur des cellules, qui constitue la plus grande part de l’eau de l’organisme.
• Eau intercellulaire : Eau intercellulaire : eau présente entre les cellules, servant de réserve et participant au milieu où circulent les échanges.
• Lymphe : Lymphe : liquide biologique extra-cellulaire qui circule dans le système lymphatique et participe au drainage et à l’épuration.
• ATP : ATP : molécule riche en énergie qui libère son énergie en se transformant en ADP lors du transfert d’un groupement phosphate.

📝 Points essentiels

• Chez un nourrisson de 6 kg à 3 mois, l’eau représente 75% du poids total (≈4,5 L).
• Chez un individu de 70 kg à 20 ans, l’eau représente 60% du poids total (≈42 L).
• Chez une personne de 70 kg à 85 ans, l’eau représente 50% du poids total (≈35 L).
• La répartition de l’eau varie selon les tissus : environ 90% dans les poumons, 91% dans le sang, 80% dans la peau, 75% dans le cerveau et les muscles, 25% dans les os.
• L’eau contribue aux réactions chimiques, au transport des substances dissoutes, à l’élimination des déchets métaboliques et au maintien d’une température constante.
• La lymphe est un filtrat du plasma, de couleur jaune clair, sans globules rouges ni plaquettes, et contenant des globules blancs dont des lymphocytes.

💡 Astuce mémo

Eau = 60% adulte, puis baisse avec l’âge : 75% (3 mois) → 60% (20 ans) → 50% (85 ans).

📖 8. Répartition de l’eau dans les tissus et fonctions

🔑 Notions clés & Définitions

• Glucides : Les glucides sont des molécules fournissant du glucose et pouvant aussi servir de constituants structuraux dans les cellules.
• Cellulose : La cellulose est un glucide non digestible qui constitue la paroi des cellules végétales et correspond aux fibres alimentaires.
• Amidon : L’amidon est un polyholoside de stockage du glucose chez les végétaux.
• Glycogène : Le glycogène est un polyholoside de stockage du glucose chez les animaux.
• Liaison peptidique : La liaison peptidique est la liaison formée entre deux acides aminés lors d’une réaction de condensation.

📝 Points essentiels

• Les glucides sont aussi impliqués dans des rôles structuraux chez l’animal, notamment via l’ADN, certaines vitamines et la membrane cellulaire.
• La cellulose est un glucide non digestible par l’être humain et elle correspond aux fibres alimentaires.
• Les oses se classent en pentoses (C5H10O5 : ribose, désoxyribose) et en hexoses (C6H12O6 : glucose, fructose, galactose).
• Les osides sont des diholosides (C12H22O11 : saccharose, maltose, lactose).
• Les polyholosides sont des polymères de formule (C6H10O5)n, dont l’amidon, la cellulose et le glycogène.
• Les acides aminés peuvent former des oligopeptides (chaîne courte), des polypeptides (chaîne longue) et des protéines en s’enchaînant par liaison peptidique.

💡 Astuce mémo

Cellulose = Fibres (non digeste) ; Amidon = Végétaux ; Glycogène = Animaux ; Peptidique = Condensation (→ chaîne d’acides aminés).

📖 9. Croissance post-natale et pics de croissance

🔑 Notions clés & Définitions

• Croissance post-natale : Période de développement après la naissance où la taille et le poids augmentent de façon progressive puis par accélérations.
• Pics de croissance : Périodes où la vitesse de croissance augmente nettement, avant de redescendre vers un rythme plus lent.
• Protéines : Macromolécules formées d’acides aminés qui assurent des fonctions structurales, de transport, de défense et de régulation dans l’organisme.
• Néoglucogenèse : Processus métabolique qui produit du glucose à partir de protéines lorsque l’apport en glucides ne suffit pas.

📝 Points essentiels

• Les protéines assurent un soutien mécanique via le collagène (tendons et ligaments) et la kératine (cheveux, ongles).
• Les protéines participent au mouvement grâce aux protéines contractiles actine et myosine des fibres musculaires.
• Le transport de l’oxygène est réalisé par l’hémoglobine, et le transport du cholestérol par des lipoprotéines.
• Les enzymes catalysent les réactions chimiques, tandis que les anticorps assurent la défense immunitaire.
• La régulation du métabolisme inclut l’insuline et l’hormone de croissance.
• L’oxydation de 1 g de protéine libère 17 kJ, et la néoglucogenèse n’intervient que si les glucides manquent pour couvrir les besoins énergétiques.

💡 Astuce mémo

Protéines = Soutien (collagène/kératine) • Mouvement (actine/myosine) • Transport (hémoglobine/lipoprotéines) • Défense (anticorps) • Régulation (insuline/hormone de croissance) • Énergie via néoglucogenèse (glucose quand glucides insuffisants).

📖 10. Renouvellement cellulaire et renouvellement sanguin

🔑 Notions clés & Définitions

• Micronutriments : Les micronutriments sont des nutriments non énergétiques indispensables au fonctionnement de l’organisme, même en très petites quantités.
• Minéraux : Les minéraux sont des micronutriments présents en grandes quantités dans certaines structures comme les os et les dents, et aussi dans le sang.
• Oligo-éléments : Les oligo-éléments sont des micronutriments présents en quantités infimes, nécessaires au bon fonctionnement de l’organisme.
• Phosphate de calcium : Le phosphate de calcium est un exemple de minéral présent sous forme combinée dans l’organisme.
• Anions et cations : Les anions et les cations sont des minéraux présents sous forme d’ions, respectivement chargés négativement ou positivement.

📝 Points essentiels

• Les micronutriments regroupent minéraux, oligo-éléments et vitamines, et ils ne fournissent pas d’énergie.
• Les minéraux existent dans le corps à la fois sous forme combinée (ex : phosphate de calcium) et sous forme d’ions en solution dans les liquides extra et intracellulaires.
• Les minéraux sont présents en quantité pondérale (de l’ordre de quelques centaines de grammes) tandis que les oligo-éléments sont en quantité infinitésimale (gramme, milligramme ou microgramme).
• Les minéraux et oligo-éléments peuvent influencer l’assimilation des autres : certains l’empêchent, d’autres la facilitent.
• Les micronutriments participent à des fonctions clés comme l’action des hormones, la régulation des défenses immunitaires et le renouvellement des tissus.
• Les minéraux et oligo-éléments doivent être apportés quotidiennement par l’alimentation, et les compléments alimentaires comportent des risques nécessitant l’avis de professionnels de santé.

💡 Astuce mémo

Micros = “petites doses, grosses fonctions” : hormones + immunité + renouvellement des tissus.

📖 11. Structure des membranes et rôle des lipides

🔑 Notions clés & Définitions

• Phospholipides : Les phospholipides sont des lipides qui constituent la base des membranes cellulaires en formant une structure organisée.
• Acides nucléiques : Les acides nucléiques sont des molécules (ADN et ARN) qui portent l’information génétique et participent aussi à la formation de l’ATP.
• ADN : L’ADN est l’acide nucléique qui stocke l’information génétique de l’organisme.
• ARN : L’ARN est un acide nucléique impliqué dans l’expression de l’information génétique.
• ATP : L’ATP est une molécule énergétique utilisée par les cellules pour fournir de l’énergie aux réactions.

📝 Points essentiels

• Les phospholipides des membranes cellulaires dépendent du phosphore comme constituant.
• Le phosphore intervient aussi dans la composition des acides nucléiques (ADN, ARN) et dans l’ATP.
• Une carence en phosphore est décrite comme rare.
• Une carence en phosphore peut entraîner des fourmillements et une fragilité osseuse.
• Le phosphore est aussi présenté comme un constituant des os et des dents.
• Comparaison : le phosphore agit à la fois dans la structure (membranes, os/dents) et dans la fonction (ADN/ARN, ATP).

💡 Astuce mémo

Phosphore = « P » pour Membranes + ADN/ARN + ATP (P comme énergie et information).

📖 12. Micronutriments : minéraux, oligoéléments et vitamines

🔑 Notions clés & Définitions

• Vitamines B et C : Vitamines B et C : vitamines particulièrement sensibles aux agents physiques et chimiques, notamment à la chaleur.
• Vitamines A, D et K : Vitamines A, D et K : vitamines sensibles, avec une dégradation possible sous l’action de facteurs comme la chaleur et la lumière.
• Vitamines E et B12 : Vitamines E et B12 : vitamines peu sensibles, donc plus stables face aux agents physiques et chimiques cités.
• Vitamine B3 : Vitamine B3 : vitamine stable, moins affectée par les agents physiques et chimiques mentionnés.
• Scorbut : Scorbut : maladie liée à une carence en vitamine C, associée à des symptômes comme des infections et une fatigue.

📝 Points essentiels

• Les vitamines sont sensibles aux agents physiques et chimiques comme la chaleur, la lumière et l’oxygène.
• Les vitamines B1 et C sont très sensibles, surtout à la chaleur.
• Les vitamines A, D, K, B2 et B9 sont sensibles.
• Les vitamines E, B5, B6, B8 et B12 sont peu sensibles.
• La vitamine B3 est stable face aux agents physiques et chimiques cités.
• Vitamine A : une carence entraîne une baisse de la vision, des lésions de la cornée, un retard de croissance des os et une moindre résistance aux infections; sources : foie de morue, foie de veau/agneau/volailles, beurre

💡 Astuce mémo

Chaleur = danger : B1 et C d’abord, A/D/K et B2/B9 ensuite, E et B12 plutôt protégées, B3 la plus stable.

📅 Repères chronologiques

Date	Événement
1919	Équation de Harris et Benedict pour le calcul du métabolisme de base (10-18 ans)
2013	Validation de l’équation de Harris et Benedict par l’EFSA
13 décembre 2013	Obligation de la déclaration nutritionnelle sur les denrées préemballées
décembre 2006	Règlement UE sur l’utilisation des allégations nutritionnelles et de santé

📊 Tableaux de synthèse

Groupes d’aliments (classification Anses)

Groupe	Principaux constituants	Exemples
Fruits et légumes	Eau, vitamines, éléments minéraux et fibres	pomme, salade
Féculents	Glucides complexes (amidon)	patate, blé
Légumineuses	Fibres, protéines d’origine végétale et minéraux	lentilles, pois
Viandes et charcuteries / produits de la pêche / œufs (VPO)	Protides, vitamines B, fer et lipides	boeuf, moutons
Lait et produits laitiers	Calcium, vitamines D et protides d'origine animale	lait - fromage
Matières grasses ajoutées	Lipides à privilégier pour la santé, vitamines A, D, E et K
Produits sucrés ou sucrés et gras	Glucides simples et/ou lipides
Boissons sucrées	Eau et glucides simples

⚠️ Pièges & confusions fréquents

1. Confondre kJ et kcal : 1 kcal = 4,18 kJ, et ne pas inverser la conversion.
2. Croire que le corps transforme toute l’énergie chimique en énergie mécanique : seulement 25% devient mécanique, le reste est perdu en chaleur.
3. Penser que le métabolisme de base dépend de l’activité : il correspond aux dépenses incompressibles au repos (sujet allongé, immobile, à jeun 12 h, neutralité thermique 20°).
4. Oublier que la balance énergétique doit couvrir à la fois métabolisme de base et activités : trop ou pas assez entraîne respectivement prise de poids ou amaigrissement.
5. Mélanger minéraux et matières organiques : les minéraux (eau + sels minéraux) ne libèrent pas d’énergie par combustion.
6. Confondre les vitamines “très sensibles” et “peu sensibles” : B1 et C sont très sensibles (surtout chaleur), E et B12 sont peu sensibles, B3 est stable.
7. Croire que la lymphe contient des globules rouges et des plaquettes : elle n’en contient pas, et contient des globules blancs (notamment lymphocytes).

✅ Checklist Examen

1. Savoir convertir 1 kcal en kJ et expliquer la répartition de l’énergie lors d’un effort (25% mécanique, 75% chaleur).
2. Définir le métabolisme de base et citer ses dépenses incompressibles (cœur, respiration, tonus, fonctionnement cérébral).
3. Décrire les conditions de mesure du métabolisme de base (repos allongé/immobile, jeun 12 h, neutralité thermique 20°).
4. Calculer un métabolisme de base pour 10-18 ans avec l’équation de Harris et Benedict (garçons et filles) en utilisant P (kg) et T (m).
5. Expliquer la balance énergétique et les conséquences d’un excès ou d’un manque d’apports (prise de poids/problèmes de santé vs amaigrissement/problèmes de santé).
6. Citer les dépenses hydriques quotidiennes (peau, respiration, selles, urine) et rappeler la survie sans apport d’eau (2 à 3 jours).
7. Connaître les ordres de grandeur de l’eau corporelle selon l’âge (75% nourrisson 3 mois, 60% 20 ans, 50% 85 ans) et la répartition dans les tissus (poumons, sang, peau, cerveau, os).
8. Décrire le renouvellement cellulaire avec les temps donnés (globules rouges 120 jours, épithélium intestin grêle 4 jours, peau 3 à 4 semaines).
9. Expliquer pourquoi les chimiothérapies anticancéreuses sont efficaces sur les cellules cancéreuses (division bloquée, cellules cancéreuses en croissance rapide).
10. Classer des aliments dans les groupes Anses et construire une pyramide alimentaire à 6 étages en respectant les catégories (féculents, protéines, matières grasses, légumes/fruits, produits sucrés, eau/boissons non sucrés
11. Interpréter le Nutri-Score : échelle A à E, calcul sur 100 g avec nutriments à favoriser et à limiter (fibres/protéines/fruits-légumes vs saturés/sucres/sel).
12. Expliquer les allégations nutritionnelles vs allégations de santé et rappeler l’objectif du règlement UE (mentions claires et justifiées scientifiquement).