24.7 : Nutrition et alimentation

Objectifs d'apprentissage

• Expliquer comment différents aliments peuvent affecter le métabolisme
• Décrivez un régime alimentaire sain, tel que recommandé par le département américain de l'Agriculture (USDA)
• Énumérez les raisons pour lesquelles les vitamines et les minéraux sont essentiels à une alimentation saine

Les glucides, les lipides et les protéines contenus dans les aliments que vous consommez sont utilisés comme source d'énergie pour alimenter les activités des systèmes moléculaires, cellulaires et organiques. Il est important de noter que l'énergie est stockée principalement sous forme de graisses. La quantité et la qualité des aliments ingérés, digérés et absorbés influent sur la quantité de graisse stockée sous forme de calories excédentaires. L'alimentation, qu'il s'agisse de ce que vous mangez ou de la quantité que vous consommez, a un impact considérable sur votre santé. Manger trop ou trop peu de nourriture peut entraîner de graves problèmes médicaux, notamment des maladies cardiovasculaires, le cancer, l'anorexie et le diabète, entre autres. Combinez un régime alimentaire malsain à des conditions environnementales malsaines, telles que le tabagisme, et les complications médicales potentielles augmentent considérablement.

Alimentation et métabolisme

La quantité d'énergie nécessaire ou ingérée par jour est mesurée en calories. La calorie nutritionnelle (C) est la quantité de chaleur nécessaire pour élever 1 kg (1 000 g) d'eau de 1 °C. Elle est différente de la calorie (c) utilisée en sciences physiques, qui est la quantité de chaleur nécessaire pour faire monter 1 g d'eau de 1 °C. Lorsque nous parlons de « calories », nous faisons référence à la Calorie nutritionnelle.

En moyenne, une personne a besoin de 1 500 à 2 000 calories par jour pour maintenir (ou effectuer) ses activités quotidiennes. Le nombre total de calories nécessaires à une personne dépend de sa masse corporelle, de son âge, de sa taille, de son sexe, de son niveau d'activité et de la quantité d'exercice par jour. Si l'exercice fait régulièrement partie de la journée, plus de calories sont nécessaires. En règle générale, les gens sous-estiment le nombre de calories ingérées et surestiment la quantité qu'ils brûlent en faisant de l'exercice. Cela peut entraîner l'ingestion de trop de calories par jour. L'accumulation de 3 500 calories supplémentaires ajoute une livre de poids. Si un excès de 200 calories par jour est ingéré, une livre supplémentaire de poids corporel sera prise tous les 18 jours. À ce rythme, 20 livres supplémentaires peuvent être gagnés au cours d'une année. Bien entendu, cette augmentation des calories pourrait être compensée par une activité physique accrue. Courir ou faire du jogging sur un kilomètre brûle près de 100 calories.

Le type de nourriture ingérée influe également sur le taux métabolique de l'organisme. Le traitement des glucides nécessite moins d'énergie que le traitement des protéines. En fait, la dégradation des glucides nécessite le moins d'énergie, alors que le traitement des protéines demande le plus d'énergie. En général, la quantité de calories ingérées et la quantité de calories brûlées déterminent le poids total. Pour perdre du poids, le nombre de calories brûlées par jour doit dépasser le nombre ingéré. Les calories se trouvent dans presque tout ce que vous ingérez, donc lorsque vous considérez l'apport calorique, les boissons doivent également être prises en compte

Pour aider à fournir des directives concernant les types et les quantités d'aliments à consommer chaque jour, l'USDA a mis à jour ses directives alimentaires de MyPyramid à MyPlate. Ils ont intégré les éléments recommandés d'un repas sain dans le contexte d'un lieu de restauration. MyPlate classe les aliments dans les six groupes alimentaires standard : fruits, légumes, céréales, aliments protéinés, produits laitiers et huiles. Le site Web qui l'accompagne fournit des recommandations claires concernant la quantité et le type de chaque aliment que vous devez consommer chaque jour, ainsi que l'identification des aliments appartenant à chaque catégorie. Le graphique ci-contre (Figure\(\PageIndex{1}\)) donne un visuel clair avec des recommandations générales pour un repas sain et équilibré. Les directives recommandent de « préparer la moitié de votre assiette de fruits et de légumes ». L'autre moitié est constituée de céréales et de protéines, avec une quantité légèrement supérieure à celle des protéines. Les produits laitiers sont représentés par une boisson, mais la quantité peut également être appliquée à d'autres produits laitiers.

Figure\(\PageIndex{1}\) : MyPlate. Le ministère américain de l'Agriculture a élaboré des directives alimentaires appelées MyPlate pour aider à démontrer comment maintenir un mode de vie sain.

ChooseMyPlate.gov propose de nombreuses ressources en ligne pour planifier une alimentation et un mode de vie sains, y compris des conseils de gestion du poids et des recommandations en matière d'activité physique. Il inclut également le SuperTracker, une application Web qui vous aide à analyser votre propre alimentation et votre activité physique.

LIENS QUOTIDIENS : Métabolisme et obésité

L'obésité aux États-Unis est épidémique. Le taux d'obésité n'a cessé d'augmenter depuis les années 1980. Dans les années 1990, la plupart des États ont déclaré que moins de 10 pour cent de leur population était obèse, et l'État ayant le taux le plus élevé a indiqué que seulement 15 pour cent de leur population était considérée comme obèse. En 2010, les Centers for Disease Control and Prevention des États-Unis ont indiqué que près de 36 % des adultes de plus de 20 ans étaient obèses et 33 % étaient en surpoids, ce qui ne laissait qu'environ 30 % de la population à un poids santé. Ces études révèlent que les taux d'obésité les plus élevés sont concentrés dans les États du sud. Ils constatent également que le niveau d'obésité infantile est en hausse.

L'obésité est définie par l'indice de masse corporelle (IMC), qui est une mesure du rapport poids/taille d'une personne. L'IMC normal, ou sain, se situe entre 18 et 24,9 kg/m2. Le surpoids est défini comme un IMC compris entre 25 et 29,9 kg/m2, et l'obésité comme un IMC supérieur à 30 kg/m2. L'obésité peut découler d'un certain nombre de facteurs, notamment la suralimentation, une mauvaise alimentation, un mode de vie sédentaire, un sommeil limité, des facteurs génétiques et même des maladies ou des médicaments. L'obésité sévère (obésité morbide) ou l'obésité de longue durée peuvent entraîner de graves problèmes médicaux, notamment une maladie coronarienne, un diabète de type 2, un cancer de l'endomètre, du sein ou du côlon, une hypertension (pression artérielle élevée), une dyslipidémie (taux de cholestérol élevé ou de triglycérides), un accident vasculaire cérébral, une maladie du foie ou de la vésicule biliaire maladie, apnée du sommeil ou maladies respiratoires, arthrose et infertilité. Des recherches ont montré que la perte de poids peut aider à réduire ou à inverser les complications associées à ces maladies.

Vitamines

Les vitamines sont des composés organiques présents dans les aliments et font partie intégrante des réactions biochimiques de l'organisme. Ils sont impliqués dans un certain nombre de processus, notamment le métabolisme des minéraux et des os, ainsi que la croissance des cellules et des tissus, et ils agissent comme cofacteurs du métabolisme énergétique. Les vitamines B jouent le rôle le plus important de toutes les vitamines dans le métabolisme (tableau\(\PageIndex{1}\) et tableau\(\PageIndex{2}\)).

Vous obtenez la plupart de vos vitamines par le biais de votre alimentation, bien que certaines puissent être formées à partir des précurseurs absorbés lors de la digestion. Par exemple, le corps synthétise la vitamine A à partir du β-carotène contenu dans les légumes oranges tels que les carottes et les patates douces. Les vitamines sont liposolubles ou hydrosolubles. Les vitamines liposolubles A, D, E et K sont absorbées par le tractus intestinal avec les lipides contenus dans les chylomicrons. La vitamine D est également synthétisée dans la peau par exposition au soleil. Comme elles sont contenues dans les lipides, les vitamines liposolubles peuvent s'accumuler dans les lipides stockés dans l'organisme. Si un excès de vitamines est conservé dans les réserves de lipides du corps, une hypervitaminose peut en résulter.

Les vitamines hydrosolubles, y compris les huit vitamines B et la vitamine C, sont absorbées par l'eau dans le tractus gastro-intestinal. Ces vitamines se déplacent facilement dans les fluides corporels, qui sont à base d'eau, de sorte qu'elles ne sont pas stockées dans l'organisme. L'excès de vitamines hydrosolubles est excrété dans l'urine. Par conséquent, l'hypervitaminose des vitamines hydrosolubles survient rarement, sauf en cas d'excès de suppléments vitaminiques.

Tableau\(\PageIndex{1}\)

Vitamines liposolubles
Vitamine et nom alternatif	Sources	Allocation journalière recommandée	Fonction	Problèmes associés à une déficience
UN rétinal ou β-carotène	Fruits et légumes jaunes et oranges, légumes à feuilles vert foncé, œufs, lait, foie	700 à 900 µg	Développement des yeux et des os, fonction immunitaire	Cécité nocturne, modifications épithéliales, déficience du système immunitaire
D cholécalciférol	Produits laitiers, jaunes d'œufs ; également synthétisés dans la peau à la suite d'une exposition au soleil	5 à 15 µg	Aide à l'absorption du calcium et favorise la croissance osseuse	Rachitisme, douleur osseuse, faiblesse musculaire, risque accru de décès par maladie cardiovasculaire, troubles cognitifs, asthme chez les enfants, cancer
E tocophérols	Graines, noix, huiles végétales, avocats, germe de blé	15 mg	antioxydant	anémie
K phylloquinone	Légumes à feuilles vert foncé, brocoli, choux de Bruxelles, chou	90 à 120 µg	Coagulation du sang, santé des os	Maladie hémorragique du nouveau-né chez le nourrisson ; peu fréquente chez l'adulte

Tableau\(\PageIndex{2}\)

Vitamines hydrosolubles
Vitamine et nom alternatif	Sources	Allocation journalière recommandée	Fonction	Problèmes associés à une déficience
B 1 thiamine	Grains entiers, pain et céréales enrichis, lait, viande	1,1 à 1,2 mg	Métabolisme des glucides	Béribéri, syndrome de Wernicke-Korsikoff
B 2 riboflavine	Levure de bière, amandes, lait, abats, légumineuses, pains et céréales enrichis, brocolis, asperges	1,1 à 1,3 mg	Synthèse du FAD pour le métabolisme, la production de globules rouges	Fatigue, ralentissement de la croissance, problèmes digestifs, sensibilité à la lumière, problèmes épithéliaux tels que des fissures dans les coins de la bouche
B 3 niacine	Viande, poisson, volaille, pains et céréales enrichis, cacahuètes	14 à 16 mg	Synthèse du NAD, fonction nerveuse, production de cholestérol	Peau gercée et squameuse ; démence ; diarrhée ; également connue sous le nom de pellagre
B 5 acide pantothéniques	Viande, volaille, pommes de terre, avoine, pains et céréales enrichis, tomates	5 mg	Synthèse de la coenzyme A dans le métabolisme des acides gras	Rare : les symptômes peuvent inclure fatigue, insomnie, dépression, irritabilité
B 6 pyridoxine	Pommes de terre, bananes, haricots, graines, noix, viande, volaille, poisson, œufs, légumes à feuilles vert foncé, soja, abats	1,3 à 1,5 mg	Équilibre sodique et potassique, synthèse des globules rouges, métabolisme des protéines	Confusion, irritabilité, dépression, plaies buccales et linguistiques
B 7 biotine	Foie, fruits, viandes	30 µg	Croissance cellulaire, métabolisme des acides gras, production de cellules sanguines	Rare dans les pays développés ; les symptômes incluent la dermatite, la perte de cheveux, la perte de coordination musculaire
B 9 acide folique	Foie, légumineuses, légumes à feuilles vert foncé, pains et céréales enrichis, agrumes	400 µg	Synthèse ADN/protéine	Faible croissance, gingivite, perte d'appétit, essoufflement, problèmes gastro-intestinaux, déficits mentaux
B 12 cyanocobalamine	Poisson, viande, volaille, produits laitiers, œufs	2,4 µg	Oxydation des acides gras, fonction des cellules nerveuses, production de globules rouges	Anémie pernicieuse, entraînant des lésions des cellules nerveuses
C acide ascorbique	Agrumes, fruits rouges, poivrons, tomates, brocolis, légumes à feuilles vert foncé	75 à 90 mg	Nécessaire à la production de collagène pour la formation du tissu conjonctif et des dents et pour la cicatrisation des plaies	Cheveux secs, gingivite, saignement des gencives, peau sèche et squameuse, cicatrisation lente, ecchymose facile, immunité affaiblie ; peut entraîner le scorbut

minéraux

Les minéraux présents dans les aliments sont des composés inorganiques qui agissent avec d'autres nutriments pour assurer le bon fonctionnement de l'organisme. Les minéraux ne peuvent pas être produits par l'organisme ; ils proviennent de l'alimentation. La quantité de minéraux dans le corps est faible (seulement 4 % de la masse corporelle totale) et la plupart d'entre eux sont constitués de minéraux dont l'organisme a besoin en quantité modérée : potassium, sodium, calcium, phosphore, magnésium et chlorure.

Les minéraux les plus courants dans l'organisme sont le calcium et le phosphore, qui sont tous deux stockés dans le squelette et nécessaires au durcissement des os. La plupart des minéraux sont ionisés et leurs formes ioniques sont utilisées dans des processus physiologiques dans tout le corps. Les ions sodium et chlorure sont des électrolytes présents dans le sang et les tissus extracellulaires, et les ions fer sont essentiels à la formation de l'hémoglobine. Il existe d'autres oligo-éléments qui sont toujours importants pour les fonctions de l'organisme, mais les quantités requises sont beaucoup plus faibles.

Comme les vitamines, les minéraux peuvent être consommés en quantités toxiques (bien que cela soit rare). Une alimentation saine comprend la plupart des minéraux dont votre corps a besoin, de sorte que les suppléments et les aliments transformés peuvent ajouter des niveaux potentiellement toxiques de minéraux. Le tableau\(\PageIndex{3}\) et\(\PageIndex{4}\) le tableau fournissent un résumé des minéraux et de leur fonction dans l'organisme.

Tableau\(\PageIndex{3}\)

Minéraux majeurs
Mineral	Sources	Allocation journalière recommandée	Fonction	Problèmes associés à une déficience
Du potassium	Viandes, certains poissons, fruits, légumes, légumineuses, produits laitiers	4700 mg	Fonction nerveuse et musculaire ; agit comme un électrolyte	Hypokaliémie : faiblesse, fatigue, crampes musculaires, troubles gastro-intestinaux, problèmes cardiaques
Sodium	Sel de table, lait, betteraves, céleri, aliments transformés	2300 mg	Tension artérielle, volume sanguin, fonctions musculaires et nerveuses	Rare
calcium	Produits laitiers, légumes à feuilles vert foncé, mélasse noire, noix, levure de bière, certains poissons	1 000 mg	Structure et santé des os ; fonctions nerveuses et musculaires, en particulier fonction cardiaque	Croissance lente, os fragiles et fragiles
Phosphore	Viande, lait	700 mg	Formation osseuse, métabolisme, production d'ATP	Rare
magnésium	Grains entiers, noix, légumes verts à feuilles	310 à 420 mg	Activation enzymatique, production d'énergie, régulation d'autres nutriments	Agitation, anxiété, troubles du sommeil, nausées et vomissements, troubles du rythme cardiaque, baisse de la pression artérielle, problèmes musculaires
chlorure	La plupart des aliments, sel, légumes, en particulier les algues, tomates, laitue, céleri, olives	2300 mg	Équilibre des fluides corporels, digestion	Perte d'appétit, crampes musculaires

Tableau\(\PageIndex{4}\)

Minéraux traces
Mineral	Sources	Allocation journalière recommandée	Fonction	Problèmes associés à une déficience
Fer	Viande, volaille, poisson, crustacés, légumineuses, noix, graines, grains entiers, légumes verts à feuilles foncées	8 à 18 mg	Transport de l'oxygène dans le sang, production d'ATP	Anémie, faiblesse, fatigue
Zinc	Viande, poisson, volaille, fromage, crustacés	8 à 11 mg	Immunité, reproduction, croissance, coagulation sanguine, insuline et fonction thyroïdienne	Perte d'appétit, retard de croissance, perte de poids, problèmes de peau, perte de cheveux, problèmes de vision, perte de goût ou d'odorat
Cuivre	Fruits de mer, abats, noix, légumineuses, chocolat, pains et céréales enrichis, certains fruits et légumes	900 µg	La production de globules rouges, le fonctionnement du système nerveux et immunitaire, la formation de collagène, agit comme un antioxydant	Anémie, température corporelle basse, fractures osseuses, faible concentration de globules blancs, rythme cardiaque irrégulier, problèmes thyroïdiens
Iode	Poisson, crustacés, ail, haricots de Lima, graines de sésame, soja, légumes verts à feuilles foncées	150 µg	Fonction thyroïdienne	Hypothyroïdie : fatigue, prise de poids, peau sèche, sensibilité à la température
Soufre	Œufs, viande, volaille, poisson, légumineuses	Aucune	Composant d'acides aminés	Carence en protéines
Fluor	Eau fluorée	3 à 4 mg	Maintien de la structure des os et des dents	Caries accrues, fragilité des os et des dents
manganèse	Noix, graines, grains entiers, légumineuses	1,8 à 2,3 mg	Formation du tissu conjonctif et des os, coagulation du sang, développement des hormones sexuelles, métabolisme, fonctions cérébrales et nerveuses	Infertilité, malformation osseuse, faiblesse, convulsions
Cobalt	Poisson, noix, légumes verts à feuilles, grains entiers	Aucune	Composant de B 12	Aucune
Sélénium	Levure de bière, germe de blé, foie, beurre, poisson, crustacés, grains entiers	55 µg	Antioxydant, fonction thyroïdienne, fonction du système immunitaire	Douleurs musculaires
Chrome	Grains entiers, viandes maigres, fromage, poivre noir, thym, levure de bière	25 à 35 µg	Fonction de l'insuline	Taux élevés de sucre dans le sang, de triglycérides et de cholestérol
Molybdène	Légumineuses, grains entiers, noix	45 µg	Cofacteur pour enzymes	Rare

Révision du chapitre

La nutrition et l'alimentation influent sur votre métabolisme. Il faut plus d'énergie pour décomposer les graisses et les protéines que les glucides ; toutefois, toutes les calories excédentaires ingérées seront stockées sous forme de graisse dans le corps. En moyenne, une personne a besoin de 1 500 à 2 000 calories pour une activité quotidienne normale, bien que l'exercice de routine augmente cette quantité. Si vous ingérez plus que cela, le reste est conservé pour une utilisation ultérieure. À l'inverse, si vous ingérez moins que cela, les réserves d'énergie de votre corps seront épuisées. La quantité et la qualité des aliments que vous consommez influent sur votre métabolisme et peuvent affecter votre état de santé général. Manger trop ou trop peu peut entraîner de graves problèmes de santé, notamment des maladies cardiovasculaires, le cancer et le diabète.

Les vitamines et les minéraux sont des éléments essentiels de l'alimentation. Ils sont nécessaires au bon fonctionnement des voies métaboliques dans le corps. Les vitamines ne sont pas stockées dans le corps, elles doivent donc être obtenues à partir de l'alimentation ou synthétisées à partir de précurseurs disponibles dans l'alimentation. Les minéraux sont également obtenus à partir de l'alimentation, mais ils sont également stockés, principalement dans les tissus squelettiques.

Questions de révision

Q. Une carence en vitamine A peut provoquer ________.

A. développement osseux inapproprié

B. scorbut

C. développement inadéquat des yeux ou de la vue

D. tout ce qui précède

Réponse : C

Q. Le rachitisme entraîne un développement osseux inapproprié chez les enfants, dû à une mauvaise absorption du calcium et à une déficience en ________.

A. vitamine D

B. vitamine C

C. vitamine B ₁₂

D. niacine

Réponse : A

Q. Consommer quel type d'aliment aidera le plus à perdre du poids ?

A. graisses

B. légumes

C. viandes maigres

D. fruits

Réponse : C

Q. Lequel des éléments suivants est stocké dans le corps ?

A. thiamine

B. phosphore

C. acide folique

D. vitamine C

Réponse : B

Questions sur la pensée critique

Q. La perte et la prise de poids sont des processus complexes. Quels sont les principaux facteurs qui influencent la prise de poids chez les personnes ?

R. Les facteurs qui influent sur la prise de poids sont l'apport alimentaire (en quantité et en qualité), les facteurs environnementaux, la taille, le niveau d'exercice, certains médicaments ou états pathologiques et les gènes.

Q. Certains aliments faibles en gras ou non gras contiennent une grande quantité de sucre pour remplacer la teneur en matières grasses de l'aliment. Expliquez comment cela entraîne une augmentation de la graisse dans le corps (et une prise de poids) même si le produit n'est pas gras.

R. Bien que ces aliments ne contiennent techniquement pas de matières grasses ajoutées, une quantité importante de sucre est souvent ajoutée pour sucrer les aliments et leur donner un meilleur goût. Ces aliments ne contiennent pas de matières grasses ; cependant, ils peuvent entraîner un stockage important des graisses ou une prise de poids, car l'excès de sucre est décomposé en pyruvate, mais surcharge le cycle de Krebs. Lorsque cela se produit, le sucre est transformé en graisse par lipogenèse et stocké dans les tissus adipeux.

Lexique

indice de masse corporelle (IMC)

poids corporel relatif par rapport à la taille totale ; un IMC compris entre 18 et 24,9 est considéré comme un poids normal, 25 à 29,9 est considéré comme un excès de poids et supérieur à 30 est considéré comme obèse

calorie

quantité de chaleur nécessaire pour élever 1 kg (1 000 g) d'eau de 1 °C

minéraux

composés inorganiques nécessaires au bon fonctionnement de l'organisme

vitamines

composés organiques nécessaires à l'organisme pour effectuer des réactions biochimiques telles que le métabolisme et la croissance des os, des cellules et des tissus