PARTIE II : ALIMENTATION, PRODUCTION ALIMENTAIRE ET ENVIRONNEMENT. Chapitre 1 Comportements alimentaires et satisfaction des besoins. Introduction : L organisme prélève dans son milieu les aliments qu il consomme La digestion et l assimilation assurent l approvisionnement en nutriments des cellules à partir des aliments. Ces nutriments servent à la fois de matériaux de construction nécessaires à la croissance, aux activités et au renouvellement des cellules et de source d énergie pour le fonctionnement des cellules et de l organisme. L alimentation permet de satisfaire les besoins de l organisme. Un déséquilibre entre les besoins et l alimentation peut entraîner des troubles de santé. Problèmes scientifiques : - Comment s effectue le choix des aliments? - Quels sont les besoins de l organisme et comment l alimentation permet-elle de les satisfaire? - Quelles sont les conséquences d une ration alimentaire déséquilibrée? I- Le choix des aliments. A- Des aliments variés. 1 ). Des aliments simples. Nos aliments proviennent d organismes végétaux ou animaux, ils renferment de la matière organique, matière fabriquée par les êtres vivants et de la matière minérale, naturellement présente sur Terre. a- Les constituants organiques : Les molécules organiques qui constituent une cellule sont des molécules carbonées. Les principaux éléments chimiques présents dans les molécules organiques sont le carbone (C), l hydrogène (H), l oxygène (O), l azote (N) et, pour une moindre part, le phosphore (P) et le soufre (S). On distingue trois catégories de constituants organiques : - les glucides : molécules composées de carbone, d hydrogène et d oxygène. Les glucides comprennent : les glucides simples de saveur sucrée (sucres comme le glucose, le saccharose, le lactose ) les glucides complexes de saveur non sucrée (polymères de glucose comme l amidon et la cellulose des végétaux et le glycogène des animaux). - les lipides : molécules formées essentiellement de carbone, d hydrogène et d oxygène. Ce sont les corps gras c'est-à-dire les huiles et les graisses d origine animale ou végétale. Ils se caractérisent surtout par une propriété physique : insolubilité dans l eau. Les lipides présents dans l alimentation sont surtout des glycérides, macromolécules formées d une petite molécule de glycérol (alcool) lié avec un à trois acides gras, molécules généralement de grandes tailles. Les chaînes carbonées des lipides possèdent ou non des liaisons doubles entre 2 carbones successifs. On parle d acide gras insaturé lorsqu une liaison double existe et d acide gras saturé dans le cas contraire. Exemple d acides gras saturés : acide stéarique et acide gras palmitique. Exemple d acides gras insaturés : acide oléique, acide linoléique, acide linolénique.
- les protides : molécules constituées de carbone, d hydrogène, d oxygène mais aussi d azote et de soufre. Les protides regroupent les acides aminés, les peptides et les protéines. Les protéines sont des macromolécules formées par un enchaînement d acides aminés liés entre eux par une liaison peptidique. Il existe 20 acides aminés différents. En plus de ces 3 groupes de constituants, les êtres vivants renferment en petite quantité des vitamines, indispensables à leur fonctionnement. b- Les constituants minéraux. Les constituants minéraux regroupent principalement l eau et les éléments chimiques sous la forme d ions minéraux (Ca, Fe ). 2 ). Des aliments composés. La grande majorité des aliments que nous consommons sont des aliments composés. Les aliments simples (glucides, lipides, protides, vitamines, eau et sels minéraux) sont les constituants des aliments composés. Ces aliments composés peuvent être directement cultivés (légumes et fruits), élevés (viande) ou fabriqués (pain). Les aliments composés renferment des aliments simples organiques et minéraux en différentes proportions. On utilise les aliments simples prédominants pour les classer en 7 groupes d aliments composés : 1- Lait et produits laitiers (Protéines, lipides, calcium ) ; 2- Viandes, poissons et œufs (Protéines animales, Fer, vitamines B ) ; 3- Matières grasses (Lipides, vitamines D et E) ; 4- Fruits et légumes crus et 5- Fruits et légumes cuits à l exception des pommes de terre (Fibres, Potassium, vitamines dont vitamine C) ; 6- Pain, céréales, féculents et produits sucrés (Glucides complexes, Protéines, Phosphore). 7- Boissons (l eau essentiellement). Selon leurs caractéristiques nutritionnelles et leur intérêt pour l organisme, on distingue : Des aliments bâtisseurs : aliments riches en protides d origine animale (groupes 1 et 2) et les aliments riches en calcium (groupe 1) dans une moindre mesure les aliments riches en acides gras essentiels apportés par les lipides ; Des aliments énergétiques : aliments riches en lipides (groupe 3) et les aliments riches en amidon (glucide complexe) et en glucide simple (groupe 6) ; Des aliments fonctionnels : aliments riches en sels minéraux, vitamines, fibres (groupe 4 et 5). Remarque : Ne pas confondre les aliments composés avec les aliments complexes, des plats cuisinés par exemple qui regroupent dans une même recette différents aliments composés. 3 ). L eau, un aliment essentiel. Notre organisme est constitué d environ 70% d eau. Il perd de l eau en permanence par évaporation, transpiration et excrétion urinaire. Ces pertes doivent impérativement être compensées par des apports en quantité équivalente, fournis par la boisson et les aliments. En moyenne on estime qu un apport en eau de 2 à 2,5 L par jour est nécessaire. La quasi-totalité des aliments contiennent de l eau en grandes proportions (sauf les matières grasses). Les matières organiques et minérales présentes dans les aliments constituent la matière sèche.
Comportements alimentaires et satisfactions des besoins. Rappels : le rôle de l alimentation. Au cours de la digestion, la fragmentation de molécules de grosses tailles (glucides, protides, lipides), contenues dans les aliments aboutit à un nombre réduit de petites molécules (glucose, acides aminés, glycérol, acides gras). L eau, les ions minéraux et les vitamines constitués de petites molécules ne subissent pas de digestion chimique. Ces nutriments sont absorbés dans l intestin grêle, dont la paroi favorise leur passage vers le sang et la lymphe. Au cours de réactions chimiques qui consomment du dioxygène (la respiration), les cellules dégradent des nutriments pour libérer de l énergie. L énergie libérée est en partie consommée pour l activité cellulaire, en partie dissipée sous forme de chaleur. Cette dégradation des nutriments produit des déchets, le dioxyde de carbone notamment, qui devront être éliminés par l organisme. La respiration cellulaire : Les cellules utilisent par ailleurs des nutriments pour produire de nouvelles molécules. Selon leurs informations génétiques, elles construisent des protéines spécifiques en enchaînant des acides aminés dans un ordre précis. En effet, les protéines diffèrent les unes des autres par le nombre des acides aminés qui les composent et par l ordre de leur enchaînement.
B- Les préférences alimentaires. 1 ). L appétence alimentaire Chaque individu possède des préférences alimentaires, l attirance exercée par un aliment est appelée appétence. L appétence détermine donc le choix d un aliment plutôt qu un autre. Le choix d un aliment résulte de l interaction de nombreux facteurs. 2 ). Mise en jeu des fonctions sensorielles Toutes les fonctions sensorielles (vision, ouïe, goût, toucher et olfaction) apportent des informations sur un aliment (aspect, consistance, couleur, sons émis par la cuisson, saveur, onctuosité, odeurs.) et ainsi contribuent à définir l appétence d un aliment. L odeur d un aliment est discernée par l odorat, dont les récepteurs sont situés dans le nez et l arrière gorge. Les saveurs au nombre de 4 (sucré, salé, amer et acide) sont quant à elles reconnues par des papilles gustatives réparties sur la langue. Celles-ci sont regroupées selon la saveur reconnue. Stimulus Récepteur sensoriel Message nerveux Sensoriel Centre nerveux Perception Schéma général de la perception sensorielle Exemple : Stimulus : saveur (molécules chimiques) ; Récepteur sensoriel : papilles gustatives ; Centre nerveux : aire sensorielle du cerveau ; Perception : goût. A la naissance tous les nouveaux-nés possèdent un goût inné : une attirance pour les aliments sucrés et une répulsion pour les aliments amers. Cependant à l âge adulte il n est pas rare d apprécier des aliments amers, il doit donc exister un goût acquis par expérience. 3 ). Des facteurs propres à chacun D autres facteurs influencent nos choix alimentaires : - habitudes alimentaires liées à des données culturelles (tradition) ou religieuses ; - conditionnement des aliments, marketing et publicité
II- Evaluer les besoins de l organisme. L organisme a besoin en permanence de matériaux nécessaires à sa construction, à son entretien et à son fonctionnement. De plus l activité de l organisme consomme de l énergie. L alimentation doit donc satisfaire des besoins matériels (besoins qualitatifs) et énergétiques (besoins quantitatifs). A- Evaluation des besoins qualitatifs. 1 ). Des besoins en eau et en sels minéraux. L organisme est constitué à 70% d eau, l alimentation et la boisson doivent apporter environ 2,5 L d eau par jour en moyenne pour compenser les pertes. Les pertes en minéraux sont liées le plus souvent eaux pertes en eau (sueur, urines, excréments). Certains minéraux dont les besoins quotidiens sont importants (mg ou g/j) sont dits minéraux essentiels (ex Ca, Fe, K, Mg ). Ces éléments interviennent dans la constitution de l organisme, Phosphore et calcium des os, Fer de l hémoglobine... D autres minéraux sont nécessaires en faibles quantités à l état de traces ( g/j), ils sont qualifiés d oligoéléments. L iode par exemple est indispensable au fonctionnement de la thyroïde. (50 g/j) 2 ). Des besoins en matière organique. Les vitamines sont des substances organiques indispensables à l organisme qui agissent à très faible dose. L organisme est incapable de les synthétiser, elles doivent obligatoirement être apportées par l alimentation. Les protéines sont les matières premières indispensables à l édification des cellules ce sont des aliments bâtisseurs. De plus les protéines possèdent de nombreuses fonctions dans les cellules (enzymes, hormones, transport ). L apport alimentaire doit être suffisant en quantité mais aussi en qualité, toutes les protéines n apportent pas les mêmes acides aminés. Or, 8 acides aminés ne peuvent pas être synthétisés par l organisme et doivent obligatoirement se trouver dans l alimentation : ce sont les acides aminés indispensables. La présence dans la ration alimentaire de protéines d origines variées permet de couvrir les besoins qualitatifs. Les lipides ont un rôle essentiellement énergétique, ils interviennent également dans la constitution des membranes cellulaires et des hormones sexuelles. Cependant les lipides n ont pas tous la même valeur qualitative, l organisme est incapable de synthétiser certains acides gras qui doivent donc être apportés par les aliments : ce sont les acides gras essentiels. Il est donc préférable d équilibrer les apports en acides gras saturés (origine animale) et en acides gras polyinsaturés (origine végétale). Les glucides et principalement le glucose ont un rôle énergétique, ils entrent également dans une moindre mesure dans la constitution des cellules. B- Evaluation des besoins quantitatifs. 1 ) Des besoins incompressibles : le métabolisme de base. Un individu a besoin d un minimum d énergie pour assurer le maintien des fonctions vitales (circulation, respiration, digestion, activité cérébrale, maintien de la température corporelle à 37 C ). Ce minimum énergétique incompressible constitue le métabolisme de base.
Le métabolisme de base est déterminé à jeun, au repos en situation allongée et à neutralité thermique (18 à 20 C pour un sujet habillé). Dans ces conditions, la valeur énergétique minimale pour un adulte de 70 Kg est de 6 700 KJ (=1 600 Kcal) par 24 h. Le métabolisme basal varie en fonction de différents paramètres : - taille et poids de l individu ; - l âge et le sexe de l individu ; - l état physiologique (grossesse) Aussi pour permettre des comparaisons on l exprime en KJ par m 2 de surface corporelle et par 24 heures. 2 ) Des besoins variables : le métabolisme global. Le métabolisme global regroupe l ensemble des dépenses énergétiques. Il regroupe les dépenses liées au métabolisme de base mais aussi, les dépenses dues à l activité physique, à la régulation de la température corporelle. Les conditions de vie d un individu font varier les dépenses énergétiques : les dépenses sont augmentées par une activité physique importante et un climat chaud ou froid. Quelques valeurs : Individus Homme adulte de 65 Kg Femme adulte de 55 Kg Métabolisme de base (en Kj) 4,18 Kj = 1 Kcal. Métabolisme global (en Kj) en fonction de l activité physique. Activité réduite Activité légère Activité forte Activité exceptionnelle 6 300 8 800 11 300 12 500 14 600 5 600 7 500 8 400 9 200 11 200 Les dépenses énergétiques varient selon les caractéristiques morphologiques (taille, poids, sexe) et physiologiques (âge, grossesse) et selon les conditions de vie (sport, température, altitude ) C- Une ration alimentaire équilibrée. L équilibre alimentaire est à la fois quantitatif et qualitatif. L alimentation doit satisfaire sans carence ni excès les besoins de l organisme, elle doit couvrir les dépenses énergétiques et apporter les constituants nécessaires à l organisme. Les besoins quantitatifs et qualitatifs sont très variables d un individu à l autre. 1 ). Satisfaction des besoins quantitatifs. Pour couvrir les besoins quantitatifs, c'est-à-dire énergétiques, 3 repas quotidiens sont nécessaires. L apport énergétique doit être suffisant et adapté aux dépenses. Les glucides complexes et les lipides sont les principales sources d énergie pour l organisme, il est donc nécessaire d adapter la consommation des ces aliments simples aux besoins de l organisme. Si les besoins sont importants, augmenter l apport de ces aliments simples. Si les besoins sont faibles, limiter leur apport. Les dépenses énergétiques dépendent de l âge, du sexe, de l état physiologique, de l activité physique et du climat. Elles sont plus importantes à l adolescence lors de la croissance, au cours d une grossesse pour le développement du fœtus mais aussi durant une activité physique intense.
2 ). Satisfaction des besoins qualitatifs. Pour couvrir les besoins qualitatifs c'est-à-dire les besoins en aliments bâtisseurs et fonctionnels, la consommation quotidienne d aliments de groupes différents est indispensable. Les aliments simples ne sont pas interchangeables, ils ont chacun un rôle dans l organisme ainsi l alimentation doit procurer tous les types d aliments simples : - Les vitamines, les sels minéraux et les fibres sont apportés par les légumes et les fruits ; - Les acides gras essentiels sont apportés par les matières grasses tandis que les acides aminés indispensables proviennent d aliments riches en protides (poissons, viandes et œufs). - Les glucides complexes, source de glucose proviennent des céréales, féculents et légumes secs, ils permettent de ressentir une sensation de satiété. - Le calcium indispensable à l entretien et à la construction du squelette est apporté par les produits laitiers. - L eau, seule boisson indispensable doit compenser les pertes journalières. 3 ). Des règles simples à retenir. Une alimentation équilibrée impose de : - varier les menus et de consommer quotidiennement au moins un aliment de chaque groupe ; - varier l origine animale et végétale des aliments ; - éviter les grignotages et limiter les apports importants en graisses et aliments sucrés ; - adapter la consommation de glucides complexes (et de lipides) aux dépenses énergétiques. Les diététiciens préconisent l utilisation de la règle du «GPL 421» ou règle «des septièmes» qui consiste à ingérer 4 parts de glucides (4/7) ; 2 parts de protides (2/7) et 1 part de lipides (1/7) et qui permet de respecter globalement l équilibre nutritionnel. Cette règle doit cependant être adaptée aux besoins de chacun. III- Les conséquences d une ration alimentaire déséquilibrée. La prise alimentaire ne coïncide pas toujours avec les besoins nutritionnels. Les déséquilibres alimentaires, fréquemment liés au contexte socio-économique, ont des effets néfastes sur la santé. A- Des déséquilibres à l échelle du globe. L étude de la consommation en calories par jour et par habitant dans les différents pays montre d importantes inégalités. Dans les pays à haut niveau de vie (Amérique du Nord, Europe de l ouest ), l évolution des habitudes alimentaires est à l origine d une consommation moyenne par habitant supérieure aux besoins quotidiens (sur-alimentation). L excès alimentaire s accompagne généralement d un déséquilibre qualitatif (malnutrition), graisses d origine animale et produits sucrés sont surconsommés alors que des substances essentielles (vitamines, fibres, acides gras polyinsaturés : oméga 3 ) sont peu consommés. Dans de nombreux pays pauvres ou en guerre (Afrique, Asie du sud-est ), la ration alimentaire est insuffisante (sous-alimentation) ou déséquilibrée (malnutrition). L homme doit faire face à des circonstances difficiles (guerre, pauvreté, sécheresse, pratiques agricoles peu diversifiées ) qui favorisent ces déséquilibres. Les déséquilibres alimentaires qualitatifs ou quantitatifs par carence ou par excès sont à l origine de problèmes de santé.
B- Des maladies par carence. La malnutrition par carence caractérise un déséquilibre alimentaire malgré un apport calorique suffisant. Cette déficience chronique ne provoque pas directement la mort, mais entraîne un affaiblissement général du sujet avec des conséquences parfois dramatiques. Divers nutriments peuvent être sources de carences. Maladies dues à une malnutrition par carence Kwashiorkor Scorbut Symptômes de la maladie Oedèmes (gonflements) importants du ventre, du visage et des membres Hémorragies des gencives et déchaussement des dents Nutriments à l origine de la carence Acides aminés indispensables Vitamine C ou acide ascorbique Béribéri Troubles nerveux et paralysies Vitamine B1 Aliments qui suppriment la carence Protéines animales (viande, poisson ) Fruits dont les agrumes Enveloppe de grains de riz (son de riz) Remarques En Afrique Affecte les jeunes enfants après sevrage Affectait surtout les marins. Première vitamine découverte. D autres exemples de malnutritions peuvent être cités : - les végétaliens (alimentation uniquement d origine végétale) dont le régime alimentaire est plus strict que les végétariens souffrent de carences en acides aminés indispensables, en fer, en calcium et en vitamine B12. - Les désordres du comportement alimentaire comme l anorexie (diminution de l alimentation par perte d appétit ou refus de s alimenter) provoquent de nombreuses carences qui peuvent être très graves si la personne n est pas prise en charge. C- Des maladies par excès. Les déséquilibres alimentaires liés à des excès sont à la fois quantitatifs (suralimentation) et qualitatif (malnutrition). Généralement, dans les pays industrialisés, certains aliments tels les lipides (surtout d origine animale) et les glucides (glucides simples) sont surconsommés. Les excès en lipides (en particulier d origine animale) peuvent engendrer une hausse du taux de cholestérol dans le sang et provoquer l athérosclérose, obturation des vaisseaux sanguins par des plaques d athérome. Il en résulte une mauvaise circulation ; si les vaisseaux irrigant le cœur (artères coronaires) sont obstrués, le cœur peut s arrêter, c est l infarctus du myocarde, une maladie cardiovasculaire. L excès en glucides (principalement produits sucrés) est souvent à l origine de l obésité qui s accompagne de complications comme l hypertension artérielle, le diabète. D autres excès liés au sel, à l alcool peuvent être à l origine d une hypertension artérielle et de certains cancers. Le mode de vie (tabagisme, alcoolisme, sédentarité, stress, faible activité physique ) favorise l apparition de ses pathologies. Il peut résulter de ces excès, des carences en éléments indispensables comme les fibres, les vitamines (avitaminoses) ou les lipides insaturés (oméga 3). Conclusion : Nos aliments sont composés, ils sont constitués d aliments simples organiques ou minéraux en proportions variables. L eau est un aliment essentiel. Le choix d un aliment fait intervenir nos sens mais aussi nos habitudes alimentaires et culturelles. Les besoins de l organisme sont à la fois quantitatifs et qualitatifs. Une alimentation équilibrée permet de satisfaire sans excès ni carence l ensemble de ces besoins. Les déséquilibres alimentaires (carences ou excès) sont à l origine de nombreuses pathologies.