Les cellules ont besoin d'utiliser des molécules qui ne peuvent provenir que de l'alimentation. Cette alimentation, pour être équilibrée, doit à la fois apporter l'énergie nécessaire au fonctionnement du corps, mais aussi apporter les "bonnes" molécules. Après digestion des aliments, réduits en nutriments dans le tube digestif, l'absorption se produit au niveau intestinal. Les nutriments absorbés sont ensuite répartis dans les organes pour y être utilisés.
Les besoins nutritionnels et les apports alimentaires
Les besoins nutritionnels
L'alimentation apporte des éléments qui ne peuvent pas être fabriqués par l'organisme et qui sont indispensables pour le fonctionnement du corps.
L'organisme consomme environ 10 g de glucose par heure, dont 6 g sont utilisés par le cerveau. Ce glucose a une origine exclusivement alimentaire.
L'alimentation doit apporter :
- Des matériaux pour construire ou remplacer les cellules, fabriquer les molécules, etc.
- Des molécules qui pourront être utilisées pour produire l'énergie nécessaire au fonctionnement des cellules.
- De l'eau, qui entre dans la composition de toutes les cellules et qui permet l'élimination des déchets.
- Des ions (éléments minéraux) et des vitamines.
Les besoins de l'organisme pour ces différents éléments sont variables, ils dépendent :
- Du sexe de l'individu considéré : les hommes ont en général besoin de plus d'énergie que les femmes.
- De son âge : en période de croissance, notamment, les besoins sont augmentés.
- De son état : une femme enceinte aura besoin d'ingérer davantage de calcium.
- De son activité : les muscles consomment beaucoup de glucose en se contractant.
- De la température externe : la régulation de la température corporelle est consommatrice d'énergie.
Les dépenses énergétiques en fonction du sexe et de l'âge
Les apports alimentaires
Pour que l'alimentation soit équilibrée, il faut qu'elle corresponde à la dépense énergétique et qu'elle apporte tous les éléments indispensables. Il faut donc considérer la quantité des aliments, mais également leurs qualités nutritionnelles.
Sur le plan qualitatif, l'apport alimentaire doit contenir environ :
- 55% de glucides, en privilégiant les sucres "lents" tels que l'amidon, présent dans les féculents
- 20% de protides, en associant des protéines végétales et animales
- 25% de lipides, en privilégiant les graisses végétales
Les apports alimentaires conseillés
L'organisme doit aussi s'approvisionner en eau pour compenser l'eau perdue dans l'urine, la sueur et la ventilation pulmonaire, soit environ 1 à 1,5 L d'eau par jour (en plus de l'eau contenue dans les aliments).
Enfin, l'alimentation doit apporter, en petites quantités, des vitamines et des minéraux, sous peine de manque (carences).
Le tableau suivant donne quelques exemples de besoins nutritionnels en vitamines et minéraux :
| Élément | Rôle dans l'organisme | Besoins quotidiens | Principales sources |
|---|---|---|---|
| Vitamine D | Croissance, maintien du squelette | 0,005 mg | Foie, lait, poissons gras |
| Vitamine C | Métabolisme, fonctionnement cellulaire | 100 mg | Fruits et légumes |
| Calcium | Construction osseuse, contraction musculaire, coagulation, sécrétions cellulaires | 900 mg | Produits laitiers, eau minérale, légumes secs, poissons |
| Fer | Fabrication des érythrocytes (globules rouges), transport du dioxygène | 9 mg | Viandes rouges, mollusques, céréales |
L'alimentation est discontinue (trois repas par jour) et il est important d'équilibrer les apports alimentaires sur la journée (même si chaque repas n'est pas parfaitement équilibré).
Le système digestif
La digestion
La digestion est l'ensemble des mécanismes chimiques (action des enzymes contenues dans les sucs digestifs) et mécaniques (mastication, malaxage) qui permettent de transformer les grosses molécules contenues dans les aliments en nutriments (petites molécules) qui pourront être absorbées et utilisées par les cellules.
Le phénomène de digestion se déroule dans le tube digestif, les enzymes étant sécrétées par les glandes digestives (glandes salivaires, pancréas, etc.).
Les cellules ont besoin de glucose pour fonctionner, mais les aliments ne contiennent pratiquement pas de glucose. En revanche, ils contiennent de l'amidon (très abondant dans les féculents : pain, pâtes, riz, etc.), un élément constitué de molécules de glucose. L'amylase est une enzyme sécrétée dans la salive et par le pancréas. Elle découpe l'amidon et permet de former du glucose dans le tube digestif au cours de la digestion.
Principe de la digestion de l'amidon en glucose par l'amylase
L'absorption
On distingue absorption et ingestion :
- L'ingestion des aliments est le fait de les manger, de les mettre dans la bouche et de les déglutir.
- L'absorption concerne les nutriments. Elle intervient lorsque la digestion est faite et que les aliments sont réduits en nutriments.
L'absorption s'effectue en presque totalité au niveau de l'intestin grêle. La surface interne de l'intestin, en contact avec les aliments et les nutriments, présente de nombreux replis (vilosités), ce qui permet d'augmenter considérablement sa surface et donc d'absorber de manière intense les nutriments présents.
Vue schématique d'une coupe d'intestin
En observant de plus près un repli (villosité), il est possible de constater qu'il est riche en vaisseaux sanguins.
Schéma d'une vilosité de l'intestin
L'ensemble de ces bactéries (le microbiote ou " la flore intestinale") est un élément capital dans le fonctionnement de notre organisme. C'est pourquoi il est important de respecter leur milieu de vie (notre intestin) : le microbiome.
L'élimination
Tout ce qui n'a pas été digéré, les fibres en particulier (même si une petite partie est digérée par les bactéries intestinales), doit être rejeté hors de l'organisme. Les déchets s'accumulent à l'extrémité du côlon, dans le rectum, et sont expulsées à l'extérieur lors de la défécation par l'anus.
L'élimination des déchets s'accompagne d'une élimination de cellules intestinales mortes et de bactéries. Il est préférable que ces déjections soient éliminées rapidement notamment pour contrôler la population de bactéries, d'où l'importance de consommer des fibres alimentaires.
Entre l'ingestion et l'élimination des déchets, le transit dans le tube digestif dure entre 34 et 50 heures.
L'approvisionnement des cellules
Les nutriments, absorbés au niveau intestinal, doivent ensuite être distribués aux cellules de l'organisme.
La circulation générale
Les nutriments absorbés au niveau intestinal ont deux voies possibles de circulation dans le corps :
- La voie lymphatique : elle concerne majoritairement les lipides. Ceux-ci circulent dans le système lymphatique puis rejoignent une veine qui les amène au cœur.
- La voie sanguine, qui concerne les autres nutriments. Ceux-ci effectuent un passage dans le foie avant de rejoindre le cœur. Le foie a un rôle de détoxification en éliminant les substances toxiques.
À la suite d'un repas riche en glucides, le foie peut "retirer" du glucose du sang, si la concentration de celui-ci est trop élevée.
Après avoir rejoint le cœur, les nutriments sont distribués aux organes par la circulation générale et le système artériel. Les organes prélèvent alors les nutriments et les éléments dont ils ont besoin.
Circulations sanguine et lymphatique
Le stockage
Certains organes n'utilisent pas immédiatement les nutriments qu'ils reçoivent par la circulation sanguine : ils les stockent. Les réserves peuvent être utilisées par la suite, en cas de besoin (augmentation brutale de l'activité, jeûne plus ou moins long, par exemple).
Les principaux organes de stockage de l'organisme sont les suivants :
| Organe de stockage | Nutriments stockés | Rôle(s) |
|---|---|---|
| Foie (cellules hépatiques) | Glucose, sous forme de glycogène Fer | Apport de glucose aux organes en cas de besoin (au cours de la nuit par exemple) Formation des globules rouges |
| Muscles | Glucose, sous forme de glycogène | Réserve de glucose pour les premiers instants d'un effort physique |
| Tissu adipeux (graisse) | Lipides, acides gras | Stockage d'énergie |
Le stockage permet de limiter l'augmentation du taux de glucose sanguin (glycémie) suite à un repas. En faisant entrer le glucose dans les cellules, par l'insuline, on évite la trop forte élévation de la glycémie.
