Nutrition et santé métabolique part 2

Introduction à la nutrition : L'eau

• L’eau est une molécule essentielle à la vie, constituée de deux atomes d’hydrogène (H) et un atome d’oxygène (O), sa formule chimique est H2O.

• Elle est dépourvue de valeur énergétique.

• L'eau représente la plus importante des composantes de l'organisme humain, constituant 55-65% du poids corporel, soit environ 42 litres chez l'adulte.

• La quantité d'eau varie selon l'âge et le sexe :

  • L'embryon contient environ 97% d'eau.
  • Le nourrisson en contient 70%.
  • L'adulte en contient 60%.
  • Le sujet âgé en contient environ 45%.
  • La quantité de masse grasse, ou adiposité, influence la quantité d'eau corporelle (10-20% chez les hommes, 15-30% chez les femmes).

• La quantité d'eau varie également selon le type de tissu :

  • Les tissus les plus hydratés sont le cerveau, les muscles, la peau et le sang.
  • Les muscles contiennent 72% d'eau.
  • Le tissu graisseux contient 52% d'eau.
  • Les os contiennent 22% d'eau.
  • 62% de l'eau se trouve dans les cellules (eau intracellulaire) et 38% dans les fluides extracellulaires (plasma, lymphe, liquide interstitiel).

• Les sources d'eau sont multiples : boissons, aliments et le métabolisme interne.

• La synthèse endogène d'eau est insuffisante, il est donc nécessaire de consommer des aliments hydratés comme les fruits, les légumes et les boissons.

Teneur en eau des aliments

• L'eau est présente dans divers aliments, contribuant à nos besoins hydriques.

Rôles de l’eau dans l’organisme

• L’eau est essentielle à l’hydratation des cellules
• Elle joue un rôle crucial dans l’équilibre thermique, amortissant les chocs thermiques.
• L’eau contribue à la distribution des nutriments dans l’organisme.
• Elle est indispensable aux réactions métaboliques, impliquant l’hydrolyse et l’ionisation.
• L’eau joue un rôle essentiel dans l’élimination des déchets métaboliques.

Bilan hydrique et sa régulation

• La perte d’eau par transpiration peut être un problème grave, surtout lors d’une sudation abondante.
• L'intensité de l'activité physique, la température ambiante et l'humidité de l'air déterminent la quantité d'eau perdue par la transpiration.
• Une perte de liquide de 2-3% de la masse corporelle par la transpiration peut provoquer une diminution du volume plasmatique, menaçant le système circulatoire et nuisant aux capacités physiques à long terme.
• En conditions normales, l'organisme reçoit environ 2,55 L d'eau par jour, provenant des aliments (1,00 L), des boissons (1,20 L) et du métabolisme (0,35 L).
• La perte d’eau quotidienne est également de 2,55 L, via l’urine (1,25 L), les féces (0,10 L), la peau (0,85 L) et les poumons (0,35 L)
• En cas d'exercice intense et d’environnement chaud, l’organisme peut perdre jusqu’à 6,30 L d’eau par jour.
• L’urine (0,50 L), les féces (0,10 L), la peau (5,00 L) et les poumons (0,70 L) sont les principaux organes d’élimination de l’eau dans cette situation.
• Le contrôle de l'équilibre hydrique est régi par deux mécanismes principaux:
  • La soif, un mécanisme nerveux qui déclenche l'ingestion d'eau
  • Les hormones (ADH et aldostérone) qui régulent l’élimination d'eau par l'organisme.

Hormones et réabsorption d'eau

• L'hormone antidiurétique (ADH), aussi appelée vasopressine, est produite par les neurones de l'hypothalamus et stockée puis libérée par l'hypophyse.
• L'ADH favorise la réabsorption directe d'eau au niveau des reins.
• L'aldostérone, un minéralocorticoïde produit par les glandes corticosurrénales, favorise la réabsorption de sodium (Na+) et indirectement d'eau au niveau des reins et de l'intestin.

Importance de l'hydratation durant l'exercice physique

• Il est crucial de s'hydrater avant, pendant et après l'exercice physique, car la sensation de soif survient tardivement.
• L'hydratation préventive est essentielle pour éviter la déshydratation.

Substrats énergétiques

• En complément de l'eau, des aliments spécifiques sont nécessaires pour fournir les substrats énergétiques adéquats lors de l'exercice physique.
• L'alimentation est la source des substrats énergétiques.

Catégories de substrats énergétiques

• Composante énergétique:

  • Glucides : Les glucides complexes (fibres alimentaires) fournissent un apport énergétique lent, tandis que les sucres simples fournissent une énergie rapide.
  • Lipides : Source d'énergie à long terme.
  • Protéines : Source d'énergie, mais principalement utilisées pour la réparation tissulaire.

• Composante non-énergétique:

  • Minéraux : Essentiels pour des fonctions physiologiques spécifiques.
  • Oligo-éléments : Micronutriments importants pour différentes fonctions.
  • Vitamines : Essentielles pour diverses fonctions métaboliques.
  • Antioxydants : Les antioxydants, comme les polyphénols et les produits végétaux, offrent des bienfaits pour la santé en protégeant les cellules du stress oxydatif.

États métaboliques

• Période post-prandiale : correspond aux 6 à 8 heures suivant un repas.

Période post-absorptive et jeûne

• La période post-absorptive commence 12 heures après le dernier repas et dure jusqu'à 16 heures.
• Le jeûne commence après 16 heures sans nourriture.

Rôles des substrats énergétiques

• Les substrats énergétiques sont utilisés pour fournir de l'ATP par oxydation dans le cycle de Krebs.
• Ils servent également à reconstituer les réserves de glycogène et de protéines.
• L'utilisation préférentielle des substrats dépend de l'état métabolique et hormonal du corps.

Glucides alimentaires

• Les glucides sont des composés organiques contenant des atomes de carbone, d'hydrogène et d'oxygène (Cm(H2O)n).
• Ils sont essentiels pour les tissus glucodépendants (cerveau, cellules sanguines).
• Les glucides fournissent 4 kcal par gramme.
• Ils sont classés selon leur structure : simples ou complexes.
• Ils peuvent être également classés selon leur assimilation : assimilables ou non assimilables.

Classification nutritionnelle des glucides

• Les glucides sont classés en fonction de leur digestibilité par les enzymes du tube digestif.
• Les glucides assimilables sont digérés par les enzymes digestives et incluent :
  • Les glucides libres :
    • Les oses comme le glucose et le fructose.
    • Les diholosides comme le saccharose, le lactose et le maltose.
  • Les polyosides de réserve comme l'amidon et le glycogène.
• Les glucides non assimilables, également appelés fibres alimentaires, ne sont pas digérés par les enzymes digestives mais sont fermentés par la microflore intestinale.
• Les fibres alimentaires comprennent les polyosides de structure comme la pectine, l'hémicellulose et la cellulose.

Les glucides dans l'alimentation humaine

• Les glucides représentent 50 à 55 % de la ration énergétique.
• 1 gramme de glucide fournit 4 calories.
• Les marqueurs biochimiques cliniques pour les glucides comprennent : la glycémie, la glucosurie, l'HGPO, l'insulinémie, l'hémoglobine glyquée et le lactate.
• Les marqueurs biochimiques cliniques pour le fructose comprennent : le fructose sanguin et la fructosurie.
• Les fructosamines sont également des marqueurs biochimiques pertinents.

Les fibres alimentaires

• Les fibres alimentaires sont des polymères glucidiques complexes qui constituent la paroi des cellules végétales.
• Elles confèrent rigidité et résistance à la paroi cellulaire.
• La paroi cellulaire végétale est composée de plusieurs couches :
  • Couche externe : pectine
  • Couche intermédiaire : cellulose

Couche interne : Hémicellulose

• Composée d'hémicellulose, une fibre alimentaire
• Sources : céréales, légumes, fruits
• Non digérée par les enzymes du tube digestif, mais hydrolysée par la microflore colique
• Dénomination alternative : glucides non assimilables ou glucides fermentescibles
• Apport recommandé : 35 g/j

Rôles nutritionnels

• Effet sur la motricité intestinale :

  • Forme un réseau dense qui retient l'eau et gonfle lors du transit digestif
  • Ralentit la digestion et facilite l'évacuation par le côlon
  • Prévention de la constipation

• Effet sur l'absorption des lipides :

  • Adsorption des lipides, facilitant leur élimination dans les selles
  • Prévention des maladies cardiovasculaires

• Effet sur l'absorption des glucides :

  • Retarde l'absorption des glucides
  • Prévient l'augmentation rapide du taux de glucose sanguin après repas
  • Intérêt pour les patients diabétiques
  • Notion d'index glycémique d'un aliment

• Effet sur l'absorption des minéraux :

  • Se lie à l'acide phytique, complexe qui diminue l'absorption des minéraux.

• Effet bénéfique sur l'état du côlon :

  • Dégradées par les bactéries coliques en métabolites (acides gras à courte chaîne) : butyrate, propionate, acétate
  • Ces métabolites sont des sources énergétiques pour les cellules de la paroi colique et la microflore colique
  • Prévention du cancer du côlon

Marqueurs biochimiques cliniques

• Acides gras à courte chaîne (AGCC) dans les fèces et le sang