1- Définition - Généralités
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- Lionel Bordeleau
- il y a 5 ans
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1 Bioénergétique Partie I : Dépenses énergétiques Partie II : Rations alimentaires Bioénergétique 1- Définition - Généralités 1
2 Définition Etude des processus biologiques qui produisent et consomment de l'énergie. Consommation d énergie 3 types de travail cellulaire Synthèse chimique Travail osmotique Travail mécanique Interne Externe 2
3 Origine de l énergie Depuis Lavoisier Nutriments + O 2 CO 2 + H 2 O + Energie L'homme = transformateur d'énergie chimique en d'autres formes d'énergie 6 catégories de nutriments Glucides Lipides Protides Energie Sels minéraux Vitamines Eau 3
4 ATP : Adénosine triphosphate ATP + H 2 O ADP + Pi + H Kcal Stockage de substrats énergétiques Glucides (ou hydrates de carbone) sous forme de glycogène dans le foie et dans les muscles Lipides dans le tissu adipeux 4
5 1-1 Loi de l état initial et de l état final la quantité d'énergie qui apparaît lors de la combustion des aliments dépend uniquement de l'état initial et de l'état final Exemple Combustion du glucose dans un calorimètre C 6 H 12 O 6 + O 2 6 CO H Kcal 5
6 Oxydation du glucose dans l organisme C 6 H 12 O 6 G 6P Fructose 6P CO H 2 O Kcal 1-2 Loi de la conservation de l énergie La quantité d'énergie contenue dans un système est constante L'énergie ne peut être ni créée ni détruite mais seulement convertie d'une forme en une autre 6
7 Plan Bioénergétique 1- Définitions Généralités 1-1 Loi de l état initial et final 1-2 Loi de conservation de masse 2- Dépenses énergétiques: méthodes de mesure 2-1 Calorimétrie directe Mesure de la production de chaleur corporelle par calorimétrie directe 7
8 Plan Bioénergétique 2- Dépenses énergétiques: méthodes de mesure 2-1 Calorimétrie directe 2-2 Calorimétrie indirecte Thermochimie alimentaire Thermochimie alimentaire : principe Aliments + O 2 CO 2 + H 2 O + Energie Calcul de la dépense énergétique à partir de la nature et du poids des aliments ingérés 8
9 Deux difficultés Les aliments ingérés ne sont pas totalement brûlés. Il faut tenir compte de la quantité d énergie perdue dans les excreta (selles et urines) L apport alimentaire peut ne pas couvrir exactement les besoins : Excès Réserve de graisse Déficit Utilisation des réserves Thermochimie alimentaire : application pratique Calorimétrie alimentaire mesure en 4 temps 1- On pèse tous les aliments ingérés par le sujet pendant la période de mesure 9
10 2- On calcule la quantité de protides, de lipides et de glucides ingérée Pour 100 g d aliments Protides en g Lipides en g Glucides en g Beurre Bœuf Pommes de terre Calcul de la quantité d énergie apportée par chaque catégorie de nutriments Chaleur de combustion moyenne des aliments 1 gramme de glucides = 4.2 Kcal 1 gramme de lipides = 9.4 Kcal 1 gramme de protides = 4.6 Kcal (1 Kcal = 4.18 KJ ) 10
11 Dépense d énergie (DE) = Energie ingérée - Energie excrétée si le poids du sujet est resté stable pendant la période de mesure Plan Bioénergétique 2- Dépenses énergétiques: méthodes de mesure 2-1 Calorimétrie directe 2-2 Calorimétrie indirecte Thermochimie alimentaire Principe Application pratique Thermochimie respiratoire 11
12 Thermochimie respiratoire : principe C 6 H 12 O O 2 6 CO H 2 O Kcal 6 x 22.4 L 673 Kcal 1 L 5 Kcal Coefficient thermique de l oxygène pour les glucides Coefficients thermiques de l'o 2 1 litre d'o2 équivaut à: pour les glucides : 5 Kcal pour les lipides : 4.7 Kcal pour les protides : 4.6 Kcal Coefficient thermique moyen de l O 2 1 L d O 2 = 4.8 Kcal 12
13 Quotient respiratoire QR = V C0 2 /V O 2 Glucides purs QR =1 Protides purs QR = 0,8 Lipides purs QR = 0,7 Mélanges tables de coefficient thermique Thermochimie respiratoire : application pratique Définition de la consommation d oxygène V O 2 en L/min ou ml/min/kg Mesures de la consommation d'o 2 Méthode en circuit fermé 13
14 Spiromètre La pente du tracé est due à la consommation d O2 en cm 1 cm = 0,2 L 14
15 Spiromètrie en circuit fermé V O 2 (L/min) = H (cm/min) x 0.2 (L/cm) V O 2 en conditions STPD D.E = V O 2 (L/min) x 4.8 (Kcal) Thermochimie respiratoire : application pratique Définition de la consommation d oxygène V O 2 en L/min ou ml/min/kg Mesures de la consommation d'o 2 Méthode en circuit fermé Méthode en circuit ouvert 15
16 Méthode en circuit ouvert V O 2 = Volume d'o 2 inspiré/min - Volume d'o 2 expiré/min (Volume d'air insp./min x F I O2) - (Volume d'air exp./ min x F E O2) V O 2 = V E x (F I O 2 - F E O 2 ) Mesure de la V O 2 en circuit ouvert Mesure de la ventilation V Mesure des gaz expirés 16
17 Exemple V air = 20 L. min -1 F I O 2 = 21 % F E O 2 = 17 % V O 2 =20 x (O.21 - O, 17) = 0.8 L. min -1 D.E = 0.8 x 4.8 Kcal = 3.8 Kcal Plan Bioénergétique 1- Définitions Généralités 1-1 Loi de l état initial et final 1-2 Loi de conservation de masse 2- Dépenses énergétiques : méthodes de mesure 2-1 Calorimétrie directe 2-2 Calorimétrie indirecte Thermochimie alimentaire Thermochimie respiratoire 3- Dépenses énergétiques : résultats 17
18 Dépenses énergétiques : résultats 3-1- Dépense minimale Métabolisme de base : Métabolisme de base Trois conditions de mesure: 1- A jeun depuis 12 heures 2- Au repos complet 3 - A la température de neutralité thermique 18
19 Métabolisme de base 1 Kcal/min 3,5 ml/min/kg d O 2 = 1 M.E.T. Métabolisme de base Chez l adulte jeune 15OO Kcal par 24 heures 19
20 Facteurs de variation du M.B Le sexe H > F L âge jeune > âgé La morphologie taille et poids 3.6 Kcal/j pour la souris Kcal/J pour l'éléphant Loi des surfaces La dépense énergétique par unité de surface est sensiblement la même pour tous les homéothermes 20
21 Taille Surface Poids Métabolisme de base Adulte jeune : Homme = 37 Kcal par m 2 et par heure Femme = 35 Kcal par m 2 et par heure 21
22 Dépenses énergétiques : résultats 3-1- Dépense minimale 3-2- Dépenses supplémentaires Dépenses énergétiques supplémentaires Le travail musculaire Elle dépend de l intensité et de la durée de l exercice musculaire 22
23 Dépense énergétique lors d'activités variées Ecrire assis : 2 Kcal.min -1 Faire un lit : 6 Kcal. min -1 Nettoyer les vitres: 3.5 Kcal. min -1 Marche (4 km/h) : 4 Kcal. min -1 Course (10 km/h) : 11 Kcal. min -1 Bicyclette (15 km/h):7 Kcal. min -1 La V O 2 augmente proportionellement à l intensité de l exercice musculaire V O 2 L/min 2,5 2,1 1,70 1,30 0, Energie chimique Energie mécanique + chaleur 25% 75% Vitesse (Km/h) 23
24 Dépenses énergétiques : résultats 3-1- Dépense minimale 3-2- Dépenses supplémentaires Le travail musculaire La thermorégulation Homéotherme Adaptation au froid Adaptation à la chaleur Coût énergétique 24
25 D après Giaja Dépense énergétique Métabolisme de sommet Température de neutralité thermique = 28 C Hypothermie Zone d'homéothermie Hyperthermie T ambiante Dépenses énergétiques : résultats 3-1- Dépense minimale 3-2- Dépenses supplémentaires Le travail musculaire La thermorégulation L assimilation des aliments 25
26 Action dynamique spécifique des aliments ADS est de: 30% pour les protides 12-15% pour les lipides et les glucides Dépenses énergétiques : résultats 3-1- Dépense minimale 3-2- Dépenses supplémentaires Le travail musculaire La thermorégulation L assimilation des aliments La croissance 26
27 FIN 27
Le Test d effort. A partir d un certain âge il est conseillé de faire un test tous les 3 ou quatre ans.
Le Test d effort L'épreuve du test d'effort est un examen effectué en général par un cardiologue ou un médecin du sport. Le test d'effort permet de mesurer le rythme cardiaque, la pression artérielle,
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