Besoins alimentaires
1 Des besoins variés et variables
L'écart entre les besoins de l'individu au repos et ceux des actifs prend de l'importance selon l'intensité des efforts accomplis. Les muscles ont très peu d'énergie de réserve. En cas d'efforts violents, il faut apporter rapidement des quantités supplémentaires d'aliments pour reconstituer les réserves, par exemple, pour un adulte:
-courir 1000 m en 4 minutes demande un apport de 17 grammes de sucre;
-un match de foot de 90 minutes demande 178 grammes de sucre;
-travailler au pilon pendant 10 minutes demande 42 grammes de sucre.
Le sport fait travailler les muscles . Leurs réserves en glycogène sont épuisées au bout de quelques minutes d'effort. Ensuite ils utilisent principalement les acides gras comme source d'énergie (cf Lipides 3, Figure 37) . D'où la recommandation « Bouger pour bien se porter ». L'entraînement sportif développe la capacité des muscles à stocker du glycogène ainsi que le nombre et la taille de leurs mitochondries , qui sont les organites de synthèse des molécules d'ATP , source de l'énergie musculaire.
Le cœur est un muscle dont la particularité est de fonctionner suivant un rythme continu. Ses battements tirent leur énergie principalement des acides gras apportés par le sang; en cas de glycémie élevée, ils peuvent consommer du glucose.
Le cerveau , dont l'activité est permanente y compris pendant les périodes de détente mentale ou de sommeil, ne consomme que du glucose. Il en va de même pour les neurones du système nerveux général . L'hypoglycémie, taux de glucose sanguin insuffisant provoqué par un excès d'insuline, provoque une diminution de l'ATP dans le cerveau, à l'origine du comas des diabétiques. Le cerveau représente environ 2 % du poids du corps, mais sa contribution aux dépenses énergétiques au repos est proche de 20 % de la dépense totale.
D'une façon générale, l'organisme est en perpétuelle adaptation à la variation de ses besoins en oxygène en mettant en œuvre des mécanismes à la fois physiologiques et biochimiques. En cas d' augmentation des besoins il y a :
-au niveau cellulaire, activation d'enzymes favorisant l'utilisation des ressources énergétiques;
-augmentation de la capacité de fixation d'oxygène dans les globules rouges sanguins;
-augmentation du rythme cardiaque et par conséquent du débit sanguin ;
-augmentation du volume et de la fréquence respiratoire .
Globalement sur une courte période, les besoins de l'organismes se répartissent de la manière suivante (cf Nutriments-Apports, Figure 52):
-dépenses au repos 60 à 75 % des dépenses totales,
-activités physiques 15 à 30 % des dépenses totales,
-autres dépenses environ 10 % des dépenses totales .
Pour de longues périodes d'activités, l'évaluation des dépenses restent largement tributaire du coefficient d'activité . La FAO a adopté en 2002 la formule générale (41):
Besoin énergétique en Kcal = [(17,5*Poids en Kg) + 651] *coefficient d'activité.
Exemple: un garçon de 15 ans pesant 60 Kg, actif:
(17,5*60) +651 = 1701
Application d' un coefficient d'activité :
1707*1,6 = 2721 Kcal/jour 11376
Kj/jour
Cas particuliers
1-Dépenses énergétiques d'un enfant dés
sa première année et au cours de sa croissance jusqu'à
l'adolescence (Figure 53, ci-dessous).
Le
diagramme de la figure 53 a été réalisé par lissage des valeurs
publiées par la FAO (42)(43) .
Au-delà de 13 ans les besoins des adolescents rejoignent ceux des
adultes , bien que la croissance soit loin d' être terminée. De 1 à 13 ans, le coefficient d'activité croît de 1,4 à 1,7 au-delà de
13 ans les besoins sont
déterminés
en fonction du métabolisme de base, en prenant en compte le poids
acquis et la taille qui passe d'environ 50 cm à la naissance, à 90
cm à 3 ans, pour atteindre 1,60 à 1,80 m à l'âge adulte.
Cela
signifie que les fonctions biologiques de l'enfant jusqu'à 3 ans
sont très différentes de celles de l'adolescent et du jeune adulte.
2-Dépenses de
l'organisme pour les productions biologiques: la croissance, la
grossesse, l'allaitement- sont lentes et progressives (Figure 54, ci-dessous).
Figure 54
Les besoins alimentaires du nouveau-né sont souvent fournis par le lait de sa mère (Figure 54), puis le sevrage intervient et progressivement la croissance est totalement à la charge de l'alimentation.
2 Signification des besoins en protéines
Une mention spéciale concerne l'ammoniac qui est à la fois un déchet résultant de la désamination (cf Protéines 2, Figure 42) et un constituant organique. L'ion NH4+ est particulièrement réactif .Au niveau des tubules rénaux il se recombine avec l'ion carbonate CO3-- pour être réintégré dans le cycle de l'urée. Il n'est présent qu'à l'état de traces dans les urines, lorsqu'elles sont trop acides, pour les neutraliser.
3 Apports en acides aminés
Le pool des acides aminés est donc un concept réel mais en perpétuel remaniement (Figure 55, ci-dessus). La quasi totalité des acides aminés provenant des aliments est digérée dans l'intestin grêle (La perte d'azote par les matières fécales est très faible, environ 1 gramme par jour, et cet azote ne provient pas des acides aminés) .
L'intestin grêle n'est pas un simple tube de diamètre 3 à 4 cm et de longueur 6 à 8 m ; avec ses replis, ses villosités et micro-villosités, il présente une surface active d'environ 400 m² chez l'adulte. Sa paroi est très fine -0,04 mm- et les substances absorbées parviennent trés rapidement aux capillaires qui les déversent dans la circulation sanguine (flèche orange de la Figure 55 et Figure 56, ci-dessous).
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4 Besoins quantifiés en protéines et acides aminés essentiels
5 Notion de menu équilibré
Les portions sont incontournables dans l'élaboration des menus et les calculs qui s'y rapportent. Dans le tableau de la figure 57, les 3 denrées constituent les points de départ des 3 repas : le matin, un verre de lait, à midi la viande, le soir, un œuf pour le dîner.
On voit au premier coup d'œil que les apports d'acides aminés essentiels ne sont pas équilibrés. Certains sont en excés tandis que d'autres sont en quantités insuffisantes. Pour améliorer la situation, on peut soit augmenter certaines portions, soit faire appel à d'autres aliments. Par exemple, en doublant la portion d'œuf, on comble la plupart des déficits. Cependant l'introduction d'autres aliments dans le menu peut être préférable, comme on le verra à propos des vitamines et des éléments minéraux. Dans le cas de la figure 57, le bilan protéique global est très déficitaire (Figure 58,ci-dessous). Aprés avoir assuré les besoins en acides saminés essentiels, il faut répondre aux besoins en acides aminés totaux, qui correspond sensiblement au besoin protéique global.