CHAPITRE 6 LA NUTRITION Tous les êtres vivants doivent se nourrir. Se nourrir, c est : faire entrer de la matière essentielle à la vie (alimentation); transformer cette matière pour qu elle devienne assimilable et utilisable par les cellules (digestion); rejeter la matière non assimilable (excrétion). Les cellules utilisent: les sucres (énergie), les lipides (énergie), les protéines (structures), les vitamines, les sels minéraux et l eau. Les principaux systèmes de la nutrition: DIGESTIF RESPIRATOIRE CARDIO URINAIRE VASCULAIRE 1. LES ALIMENTS ET LEUR UTILISATION Un aliment est composé de nutriments dont l ingestion contribue à maintenir la vie. Longues molécules faites d acides aminés. Plusieurs a.a. LES PROTÉINES forment des protides; plusieurs protides forment une protéine. Le corps n absorbe pas les protéines, mais ses acides aminés; il faut donc digérer les protéines, les absorber, puis fabriquer de nouvelles protéines, par le processus appelé «synthèse des protéines», contrôlée par les gènes. Rôles de structure, fonctionnement, énergie (secondaire). rbreton-sct 1
Chapitre 6 - la nutrition LES GLUCIDES Une ou plusieurs molécules de sucre: sucres simples (monosaccharides) et sucres complexes (polysaccharides, aussi appelés hydrates de carbones). La source principale d énergie rapide, À COURT TERME, pour le corps; facile à digérer, à absorber et à transformer en énergie cellulaire. rbreton-sct 2
Molécules complexes formées de glycérol et d acides gras. Source d énergie importante, mais difficile à métaboliser. Structures cellulaires, comme la membrane plasmique et la plupart des hormones. Protection des organes et réserves énergétiques. Acides gras saturés : Surtout présents dans les produits d'origine animale (à l'exception du poisson) : les viandes grasses, les laitages entiers tels que le beurre, le fromage, etc. LES LIPIDES Dans certaines conditions, ils peuvent augmenter le taux de cholestérol sanguain et par conséquent, il est préférable d'en consommer en faible quantité. Un acide gras saturé est un acide gras dont tous les atomes de carbone sont saturés en hydrogène. Courant dans les aliments usinés et les huiles tropicales. Acides gras insaturés : Les huiles végétales sont riches en acides gras insaturés et ne contiennent pas de cholestérol. Le poisson gras a également une teneur élevée d'acides gras insaturés. rbreton-sct 3
Les acides gras insaturés, consommés de façon équilibrée, ont des effets bénéfiques sur notre santé. Un acide gras insaturé est un acide gras qui comporte une ou plusieurs doubles liaisons carbone-carbone, sans hydrogène. On distingue deux types d'acides gras insaturés : Les acides gras mono-insaturés : dans les huiles végétales, telles que l'huile d'olive, l'huile de colza et l'huile d'arachide. Ces acides gras ont un effet bénéfique sur le taux de cholestérol dans le sang. Les acides gras poly-insaturés sont constitués de 2 familles d'acides gras essentiels : les acides gras Oméga 3 et les acides gras Oméga 6. Les acides gras Oméga 6 se retrouvent dans les huiles végétales, telles que l'huile de tournesol, l'huile de maïs et l'huile de soja. Ces huiles sont couramment utilisées dans la cuisine d'aujourd'hui. Contribuent à diminuer légèrement le taux de cholestérol. On distingue différents types d'acides gras Oméga 3; l'acide alpha-linolénique, précurseur des Oméga 3, ne peut pas être synthétisé par notre organisme et doit donc être fourni par l'alimentation (huile de noix ou huile de colza par exemple). Les acides gras Oméga 3 contribuent au bon fonctionnement du système cardiovasculaire. rbreton-sct 4
L EAU LES VITAMINES Molécule simple (H 2 O) qui forme l eau, soit 70% de la massse du corps humain. L eau sert à: transporter les nutriments et les déchets; réguler la température du corps humain; permettre la plupart des réactions chimiques du corps humain en tant que solvant universel. Groupe varié de petites molécules jouant différents rôles essentiels au réactions chimiques dans le corps. Il existe treize vitamines essentielles. On divise les vitamines en deux groupes: les vitamines hydrosolubles et les vitamines liposolubles : Les vitamines liposolubles Vitamine A Essentielle à la vision nocturne; protéger les membranes cellulaires; rôle dans le maintien de la santé de la peau, des yeux et des muqueuses internes; résister aux infections; croissance des dents, des ongles, des cheveux, des os et des glandes. Vitamine D Maintenir et utiliser des taux suffisants de calcium et de phosphore dans la formation de dents et d'os. Une carence peut causer le rachitisme (incurvation et une déformation des os). Avec le calcium, elle joue un rôle dans la prévention de l'ostéoporose. Vitamine E Protéger les membranes cellulaires; maintenir la santé du système immunitaire en prolongeant la vie des globules rouges; aide l'organisme à utiliser la vitamine A. Dans tous les tissus, elle assure la santé et le bon fonctionnement. Vitamine K Essentielle à la coagulation du sang. Chez les personnes saines, les bactéries présentes dans l'intestin fournissent normalement une quantité importante de vitamine K. Les vitamines hydrosolubles Vitamine C Participe à la formation du collagène; contribue à la santé des dents et des gencives, et à l'absorption du fer. Thiamine (vitamine B1) Aide l'organisme à utiliser les glucides; essentielle à une bonne coordination musculaire et au maintien des tissus nerveux et à la croissance. rbreton-sct 5
Riboflavine (vitamine B2) Rôle dans la transformation des protéines, des graisses et des glucides en énergie. Aide à maintenir la santé de la peau et des yeux et est essentielle à l'élaboration et au maintien des tissus. Niacine (vitamine B3) Essentiels à la synthèse des lipides, au métabolisme des protéines et à la transformation des aliments en énergie. Pyridoxine (vitamine B6) Métabolisme énergétique; utilisation des acides aminés et synthèse de certaines protéines; contribue au fonctionnement du système nerveux; essentielle à la santé du système immunitaire. Acide folique Nécessaire à la formation des globules rouges, de certaines protéines et de matériel génétique contenu dans le noyau cellulaire; la prise d'acide folique durant la grossesse réduirait de 50 % le risque d'anomalies congénitales comme les malformations du tube neural et le spina-bifida. Vitamine B12 Essentielle à la formation de l'adn et des globules rouges sains; participe au maintien du système nerveux et essentielle au maintien d'une bonne fonction mentale. Biotine Nécessaire à la synthèse des acides gras et à la dégradation des protéines et des glucides en molécules plus petites; contribue au maintien de la thyroïde et des glandes surrénales, du système nerveux, de l'appareil reproducteur et de la peau. Acide pantothénique Essentiel à la formation de certaines hormones et substances régulatrices du système nerveux; nécessaire au métabolisme des protéines, des glucides et des lipides. LES MINÉRAUX Substances inorganiques qui contribuent au métabolisme des lipides, des glucides et des protéines, à la formation du squelette et au bon fonctionnement du système nerveux et des muscles. Comme les vitamines, ils ne fournissent pas d'énergie. On trouve 22 minéraux essentiels qui se regroupent en macrominéraux et microminéraux ( ou oligo-éléments ). rbreton-sct 6
Les macrominéraux sont nécessaires en grandes quantités ; il s'agit du calcium, du phosphore, du magnésium, du sodium, du chlore et du potassium. Les microminéraux, dont seules d'infimes quantités sont nécessaires, comprennent le fer, le zinc, le cuivre, l'iode, le fluor et le sélénium. LA VALEUR ÉNERGÉTIQUE L unité de mesure de la valeur énergétique des aliments est le joule (J); toutefois, on parle encore beaucoup de la calorie (cal) sur les emballages: 1 cal = 4 000J (ou 4 kj) Selon le sexe, l âge et le mode de vie, les dépenses d énergie varient selon chaque personne. Comme référence, on peut dire que: Une adolescente = de 1 800 à 2 400 cal ( 7 200 à 9 600 Kj ) Un adolescent = de 2 200 à 3 200 cal ( 8 800 à 12 800 Kj ) Source première d énergie pour notre corps: les glucides (17 Kj/g ou 4 cal/g); les lipides, plus énergétiques (37 kj/g ou 9 cal/g) mais plus difficiles à métaboliser; les protéines sont une source d énergie uniquement si les deux premières sources ne sont plus disponibles (elles ont le même potentiel énergétique que les glucides). Le tableau de la valeur nutritive est plus présent, plus facile à repérer, plus facile à lire. Le tableau de la valeur nutritive correspond à une quantité déterminée d aliment. Comparez cette quantité à celle que vous consommez. Utilisez le % de la valeur quotidienne pour vérifier si un aliment contient beaucoup ou peu d un nutriment particulier. Sa Majesté la Reine du Chef du Canada, représentée par le Ministre de la Santé (2003). Also available in English. Le tableau de la valeur nutritive vous aide à faire des choix éclairés L information nutritionnelle présentée sur les étiquettes des aliments vous aidera à : comparer plus facilement les produits, vérifier la valeur nutritive d un aliment, mieux respecter certains régimes spécifiques, augmenter ou diminuer l ingestion d un nutriment particulier. rbreton-sct 7
L énergie produite par l absorption des aliments sert : aux fonctions vitales, aux activités physiques, à la digestion des aliments et à l absorption des nutriments. L UTILISATION DE L ÉNERGIE Les fonctions vitales : maintien de la température du corps à 37 C, reproduction cellulaire, respiration et circulation sanguine. L énergie pour ces fonctions vitales se mesure à l aide du métabolisme basal, qui est l énergie dépensée en une heure par mètre carré du corps au repos. Environ 7 000 kj par jour, un peu moins pour les filles. (métabolisme basal X surface corporelle) X 24 heures = énergie pour les fonctions vitales, en kj. Les activités physiques : tous les petits gestes quotidiens ainsi que les sports, demandent une dépense énergétique. Environ 4 000 kj par jour. La digestion et l absorption : produire les sucs digestifs et les mouvements de péristaltisme nécessaires pour digérer les aliments et absorber les nutriments se regroupent sous le nom de «action dynamique spécifique» (ADS); l ADS s évalue à 10% de l énergie dépensée pour les activités physiques et les fonctions vitales; environ 1 280 kj par jour. Le système digestif dégrade les aliments en molécules plus petites, les nutriments, pour qu elles puissent être absorbées; les substances non absorbées, comme les fibres alimentaires, sont rejetées sous forme de déchets solides. Le système digestif est divisé en 2 parties : 2. LE SYSTÈME DIGESTIF le tube digestif: bouche, pharynx, oesophage, estomac, intestin grêle, gros intestin; les glandes digestives : glandes salivaires, glandes gastriques, foie, pancréas, glandes intestinales. rbreton-sct 8
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INGESTION, DIGESTION, ABSORPTION, EXCRÉTION L ingestion et la progression des aliments dans le tube digestif : Pour ingérer la nourriture, on utilise la déglutition (action d avaler la nourriture), puis le péristaltisme (contraction des muscles de l oesophage, de l estomac, des intestins), pour faire avancer la nourriture ingérée... L absorption des nutriments : Une fois les molécules complexes dans les aliments devenus des molécules simples assimilables, l intestin grêle surtout, absorbe les nutriments (acides aminés, glycérol, acides gras, glucose, minéraux, vitamines et eau). Les nutriments sont absorbés par les villosités des intestins (les villosités augmentent la surface d absorption); les nutriments sont acheminés dans le sang et la lymphe, puis vers les cellules et les organes spécialisés du corps. Les résidus digestifs, comme les fibres végétales, arrivent au gros intestin; il n y a presque plus de nutriments, mais le milieu est très liquide. Le gros intestin est le lieu principal de l absorption de l eau pour notre organisme. Les matières fécales, maintenant plus solides, atteignent le rectum puis sont évacuées par l anus. La digestion mécanique Brasser et fragmenter la nourriture pour la préparer aux transformations chimiques La mastication (bouche et dents) Le brassage (estomac et intestin grêle. rbreton-sct 10 La digestion toutes les transformations que subissent les aliments pour permettre l utilisation de leurs nutriments La digestion chimique Réduction des substances nutritives complexes en molécules simples, les nutriments, assimilables. Salive, suc gastrique, suc intestinal, suc pancréatique et bile
ANATOMIE STRUCTURES TUBE DIGESTIF GLANDES MÉCANIQUE BOUCHE GLANDES MASTICATION SALIVE PHARYNX SALIVAIRES DÉGLUTITION OESOPHAGE PÉRISTALTISME PHYSIOLOGIE DIGESTION CHIMIQUE G L P ESTOMAC GLANDES BRASSAGE HCl GASTRIQUES PÉRISTALTISME SUCS MISE EN RÉSERVE GASTRIQUES FOIE PANCRÉAS SUITE DE LA DIGESTION DES GLUCIDES BILE ÉMULSION SUCS PANCRÉATIQUES SUITE DE LA DIGESTION DES PROTÉINES INTESTIN GLANDES PÉRISTALTISME SUCS INTESTINAUX GRÊLE INTESTINALES MISE EN RÉSERVE ABSORPTION GROS INTESTIN PÉRISTALTISME MISE EN RÉSERVE ABSORPTION DÉBUT DE LA DIGESTION DES LIPIDES ABSORPTION GLUCOSE, ACIDES GRAS, GLYCÉROL, ACIDES AMINÉS ABSORPTION DES MINÉRAUX, DE L EAU ET DES VITAMINES DIFFUSION VERS LE SYSTÈME CIRCULATOIRE rbreton-sct 11
3. LE SYSTÈME RESPIRATOIRE La respiration est liée à la nutrition puisque pour utiliser l énergie des aliments, la cellule doit utiliser du dioxygène (O 2 ) comme comburant des molécules de glucose, par exemple. On retrouve la respiration et la respiration cellulaire. Une fois le dioxygène dans les cellules, celles-ci brisent les molécules de glucose à l aide du dioxygène, ce qui libère l énergie des liaisons chimiques de la molécule; la cellule utilise cette énergie pour effectuer un travail, comme la contraction des cellules musculaires par exemple. La respiration cellulaire a lieu dans les mitochondries de cellules du corps. LA RESPIRATION CELLULAIRE C6H12O6 + O2 énergie (Kj) + CO2 + H2O glucose dioxygène dioxyde de carbone eau rbreton-sct 12
INSPIRATION les muscles intercostaux et le diaphragme se contractent; les côtes se soulèvent et le diaphragme s abaisse; le volume des poumons augmente; la pression d air externe devient plus grande que dans les poumons; l air externe chargé de dioxygène entre dans les poumons; les pressions intérieures et extérieures deviennent égales. EXPIRATION les muscles intercostaux et le diaphragme se relâchent; les côtes s abaissent et le diaphragme s élève; le volume des poumons diminue; la pression d air externe devient plus faible que dans les poumons; l air interne chargé de dioxyde de carbone sort des poumons; les pressions intérieures et extérieures deviennent égales. rbreton-sct 13
Le rôle du système cardio-vasculaire : rbreton-sct 14 4. LE SYSTÈME SANGUIN
La composition du sang : rbreton-sct 15
Les groupes sanguins et les transfusions sanguines : Le système ABO Les antigènes sur les globules rouges s'appellent des agglutinogènes. Chaque humain est caractérisé par la présence ou l'absence d'agglutinogènes sur ses globules rouges: l'agglutinogène A et l'agglutinogène B. l'agglutinogène "A" on est du groupe sanguin "A" l'agglutinogène "B" on est du groupe sanguin "B" les agglutinogènes "A" et "B" on est du groupe sanguin "AB" aucun agglutinogène on est du groupe sanguin "O" agglutinines «b» agglutinines «a» pas d agglutinines «a» ou «b» agglutinines «a» et «b» Chaque individu a dans son plasma des protéines appelées agglutinines. Nous pouvons retrouver des agglutinines A spécifiques à l'agglutinogène A et des agglutinines B spécifiques à l'agglutinogène B. Lorsque des agglutinines se retrouvent en présence de leurs agglutinogènes spécifiques, il se forme des amas de globules rouges attachés les uns aux autres. On appelle ce phénomène, l'agglutination des globules rouges. Ces amas, s'il se forme à l'intérieur d'un vaisseau sanguin, peuvent bloquer la circulation du sang et entraîner des conséquences qui peuvent être désastreuses pour les cellules. On peut donc comprendre qu'un individu du groupe A par exemple ne doit pas avoir dans son plasma des agglutinines "a". Lors d'une transfusion sanguine, il faut éviter à tout prix de faire agglutiner le sang du donneur. C'est pourquoi il faut toujours tenir compte des agglutinogènes du donneur par rapport au agglutinines du receveur. rbreton-sct 16
A O AB B Un vaisseau sanguin se compose plus ou moins épaisse et d'un centre creux appelé "lumière" dans lequel circule le sang. Ce qui différencie les vaisseaux entre eux, c'est la composition des tissus et l'épaisseur de leur paroi ainsi que le diamètre de la lumière. La circulation pulmonaire Rh- 5. LE SYSTÈME CARDIOVASCULAIRE Rh+ 85% des femmes portent à la surface de leurs globules rouges un facteur rhésus (antigène D) et sont donc considérées comme rhésus positif (Rh+). Pour elles, pas de problème. En revanche, 15% sont dépourvues de ce facteur. Si ces femmes ont un enfant avec un homme Rhésus positif et que cet enfant est lui aussi Rhésus positif, la grossesse peut poser problème. S il s agit du premier enfant Rhésus positif, la grossesse ne représente généralement aucun danger. En effet, la mère n a le plus souvent jamais été auparavant en contact avec le facteur Rhésus positif. En revanche, après une amniocentèse, une grossesse extrautérine, des hémorragies pendant la grossesse ou un accouchement, des globules rouges du foetus peuvent passer en petite quantité dans le sang maternel. Dans tous ces cas, la femme peut alors fabriquer des anticorps anti-rhésus, encore appelés agglutinines irrégulières. d'une paroi Le sang quitte le cœur par les artères pulmonaires gauche et droite, qui se dirigent vers les poumons pour se ramifier en plusieurs artérioles qui se ramifient en de nombreux capillaires au niveau des alvéoles pulmonaires. Les capillaires se rbreton-sct 17
regrouperont en veinules puis des veines plus grosses qui se regroupent pour former les quatre veines pulmonaires qui ramènent le sang vers le cœur. C'est au niveau des poumons que le sang se charge d'oxygène et se débarrasse du gaz carbonique prit au niveau des cellules lors des combustions cellulaires. La circulation systémique Le sang sort du cœur par l'aorte qui achemine le sang vers les principales artères q u i amèneront le sang vers tous les organes et tissus d e l'organisme. Près des organes, les artères se ramifient en artérioles puis en capillaires. Des capillaires, le sang retourne au cœur par l'intermédiaire des veinules puis des veines. Ce circuit parcourt l'organisme en entier; c'est pourquoi on parle de la grande circulation. Son rôle est essentiel étant donné qu'il permet aux cellules d'être en contact avec les capillaires au niveau desquels les échanges sont possibles. rbreton-sct 18
Le système lymphatique : Les cellules de notre corps sont entourées d'un liquide intercellulaire qui contient les mêmes éléments que le plasma sanguin, sans les globules rouges et les plaquettes. Ce liquide intercellulaire apporte aux cellules du corps les nutriments absorbés par le tube digestif et l'oxygène absorbé par les alvéoles pulmonaires. Les cellules déversent aussi dans le liquide intercellulaire les déchets métaboliques qui seront excrétés par les reins et le CO2, expiré par les poumons. Par diapédèse, les globules blancs du sang quittent les capillaires sanguins pour circuler entre les cellules pour défendre notre organisme. La lymphe est ce liquide intercellulaire qui entre dans une circulation à sens unique, les vaisseaux lymphatiques, qui acheminent la lymphe vers le système sanguin, près du coeur. rbreton-sct 19
L'élimination des déchets métaboliques : Les cellules de notre corps qui travaillent (respiration cellulaire, synthèse des protéines...) produisent des déchets à éliminer. Les poumons s'occupent d'expirer le dioxyde de carbone provenant de la respiration cellulaire; les glandes sudoripares s occupent entre autres de rejeter le surplus de chaleur causé par le travail cellulaire; les reins s'occupent d'éliminer les déchets azotés, l'urée, en filtrant le sang de ces déchets le sang. Les reins contrôlent aussi la quantité d'eau dans le plasma sanguin ainsi que les concentrations de minéraux du sang. Les reins éliminent aussi certaines substances en trop, comme par exemple un surplus de vitamine C ou des substances toxiques. URINE 95% d'eau 2,5% d'urée et autres déchets minéraux substances en excès dans le sang Si la concentration en minéraux dans l'organisme est trop basse, le rein évacue de l'eau pour faire augmenter la concentration des minéraux. Si la concentration en minéraux est trop élevée ou l'organisme manque d'eau, le rein retient l'eau; il y a dans ce cas déclenchement du réflexe de la soif. rbreton-sct 20