UE 2.2 Cycle de la vie et grandes fonctions Nutriments et métabolisme Marianne Zeller
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 Lipides Glucides Protéines Glycérol, AG Glucose Acides aminés Membranes Myéline Tissu adipeux Energie Structurales Muscles Fonctionnelles Enzymes ATP Kératine Elastine Hormones Collagène
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
Mitochondrie Cytoplasme Digestion Sang La respiration cellulaire Respiration cellulaire
Métabolisme des lipides Tissu adipeux Hanches, Abdomen, Seins, Hypoderme Lipides digérés (AG, glycérol) lymphe sang - Foie : 1) Lipides ATP AG Acétyl CoA CO 2 + H 2 O + 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
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) NH 3 urée
Foie et métabolisme du glucose Muscle Cerveau Glycémie Glycogénèse Glycogénolyse Néoglucogénèse Glycogène Foie Glycérol Lipides Acides aminés Protéines
Foie et régulation de la glycémie
Apports énergétiques Apport énergétique = énergie dégagée par l oxydation des nutriments Nutriment Kcal / g Unité d énergie = Kilocalorie (Kcal) 1 kcal = 4,18 kj Glucides 4 Lipides 9 Protéines 4 Alcool 7 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
Les apports et les dépenses énergétiques Nutriments Apports Energie Dépenses 60% Stockage Mise en réserve Chaleur Travail Mécanique Transport Synthèse
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
UE 2.2 Cycle de la vie et grandes fonctions Thermorégulation Pr Marianne Zeller
D où vient la chaleur de notre corps? Quand un combustible brule, il consomme O 2 et produit de l énergie (ε) Glucose + O 2 CO 2 + H 2 O + ε ε de notre corps provient oxydation nutriments 1 er principe 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 Thermogénèse Production chaleur Thermolyse Déperdition chaleur 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
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)
Exposition au chaud : mécanismes de la thermolyse 1. Evaporation = Dissipation chaleur quand eau liquide gazeux (vapeur) Insensible (poumons, bouche) Sensible: sueur (glandes sudoripares) A l exercice, jusqu à 1 à 2 L d eau perdue par heure
Thermolyse 2. Vasodilatation périphérique -Dilatation vaisseaux cutanés favorisent déperdition de chaleur -Augmente échanges température du sang avec l extérieur 3. Comportement -Rechercher un endroit frais -Se dévêtir -S éventer -Bouger -Etc.
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
L essentiel Thermorégulation = lutte contre les variations de la température ambiante Intervention de différentes fonctions physiologiques et comportementales Coordination par l hypothalamus «thermostat»): thermosensible et contrôle l activité de systèmes effecteurs (thermolyse/ thermogenèse) Fièvre = hyperthermie contrôlée due à réajustement réglage thermorégulation centrale