Les principaux constituants de la matière vivante

Généralités

L’homme est un organisme qui a besoin d’énergie pour vivre

L’être humain est un être vivant car il utilise de l’énergie chimique pour vivre. Cette énergie est sous forme d’ATP (Adénosine Tri Phosphate), c’est le "combustible" cellulaire de l'organisme.

L'unité énergétique internationale est le joule (J, multiple kJ) mais on trouve encore des indications en kcal (kilo calorie) : 1 kJ=0,24 kCal ou 1 kCal=4,19 kJ.

L'apport énergétique alimentaire journalier doit être d'environ 11 300 kJ pour l'homme adulte et 8 400 kJ pour la femme adulte.

Que fait l'organisme de cette énergie ? Où sera-t-elle utilisée ?

55% pour le métabolisme basal, qui concerne le fonctionnement des organes vitaux (respiration, circulation, activité cérébrale). On mesure le métabolisme basal en plaçant l'individu dans une enceinte thermorégulée et dans une situation de repos intellectuel et physique.
45% pour le métabolisme extra-basal :
- travail musculaire : 25%
- thermorégulation : 10%
- activité dynamique spécifique (appareil digestif et urinaire) : 10%

Origine de l'ATP

L'ATP est d'origine alimentaire.

Les aliments sont des mélanges composés de glucides, lipides, protides, acides nucléiques, sels minéraux, vitamines, eau. Les molécules organiques sont des molécules complexes (ou macro-éléments) de poids moléculaires importants. Ces aliments doivent subir une digestion pour être transformés en molécules simples de faible poids moléculaire ou nutriments (sauf pour les sels minéraux, les vitamines et l'eau).

des aliments aux nutriments
aliments	nutriments
Glucides	oses (glucose)
Lipides	acides gras + glycérol
Protéine	acides aminés
Sels minéraux	Sels minéraux
Vitamines, H₂O	Vitamines, H₂O

Les enzymes digestives vont permettre la digestion en réalisant l’hydrolyse des aliments.

Les nutriments ainsi obtenus dans l’intestin grêle vont se retrouver dans le sang, directement ou via la lymphe, par le phénomène d’absorption. Le sang transportera ensuite les nutriments aux cellules composant l’organisme.

Que vont faire les cellules de ces nutriments ?

Les cellules transforment les nutriments en énergie, c'est à dire en ATP. Cette transformation se fait en consommant de l’oxygène (dioxygène : O₂) transporté également par le sang via le système respiratoire.

Il faut noter que le stock d'ATP est très faible dans l'organisme. L'énergie est stockée pour l'essentiel sous forme de glycogène, de créatine-phosphate et de triglycérides.

De cette transformation résultent des déchets : CO₂ et H₂O. Le CO₂ va repartir vers l’air via le sang et les poumons, l’H₂O repart essentiellement vers l’extérieur via le sang, les reins et les poumons.

  Les nutriments renferment de l’énergie sous forme d'énergie potentielle.

Les enzymes déclenchent la réaction : elles ont un rôle de catalyseur.

Qu’est-ce que l’équilibre énergétique ?

On parle d’équilibre énergétique lorsque les entrées d’énergies sont égales aux dépenses énergétiques. Cela correspond à la quantité d’énergie dont l’organisme a besoin chaque jour pour fonctionner.

Exemple : une femme a droit quotidiennement à 8 400 kJ. Si elle mange pour 10 000 kJ, les 1 600 kJ excédentaires seront stockés. Lors d’un travail musculaire intense inhabituel les quantités entrées sont généralement insuffisantes et l’organisme puisera dans ses réserves énergétiques.

L’être humain est une machine nécessitant un entretien permanent

Exemple : dans le cas d’une fracture, l’organisme va procéder à une synthèse osseuse pour élaborer un nouveau tissu osseux. Le tissu osseux est constitué de cellules osseuses (ostéocytes) constituées elles-mêmes de protides, lipides, glucides, acides nucléiques et calcium. Comme ces nutriments servent à bâtir l’organisme, on les appelle « nutriments bâtisseurs ».

Exemple : lors d’une hémorragie il y a baisse de la volémie (volume sanguin). Le sang est constitué de plasma et de cellules sanguines (globules rouges et blancs, plaquettes). Après l’hémorragie il faut donc synthétiser de nouvelles cellules. Les globules rouges contiennent des molécules protéiques d’hémoglobine renfermant elles-même du fer. La synthèse de globules rouges nécessite donc du fer. Dans les conditions normales, un homme a besoin de 10 mg/jour et la femme de 16 à 18 mg/jour (besoin supérieur à cause des pertes menstruelles). Dans l’organisme, le fer est stocké dans le sang et dans le foie.

Croissance et renouvellement

Croissance

Un enfant a des besoins énergétiques plus importants qu’un adulte.
Un adulte a des besoins énergétiques plus importants qu’une personne âgée.

	kilojoules
Garçons 10 à 12 ans	10 900
Adolescents 16 à 19 ans	12 800
Filles 10 à 12 ans	9 800
Adolescentes 16 à 19 ans	9 700
FEMININ
Activité physique habituelle	11 300
Personnes ayant une activité physique importante	12 500
MASCULIN
Activité physique habituelle	8 400
Personnes ayant une activité physique importante	9 200
Femme enceinte, ajouter à la ration le 1^er trimestre	+	400
Femme enceinte, ajouter à la ration le 2^ème et 3^ème trimestre	+	1 000
Femme qui allaite, ajouter à la ration	+	2 100
Personnes âgées	-

Construction

La construction de l’organisme repose sur l’apport journalier en nutriments bâtisseurs : glucides, protéines, sels minéraux, lipides et acides nucléiques.

Exemple : la diminution importante de la quantité d’acides aminés essentiels peut entraîner une maladie, fréquente dans les pays en voie de développement : la kwashiorkor. La carence due à une alimentation céréalière pauvre en protéines provoque chez l’enfant, après sevrage, des œdèmes des membres inférieurs et du visage, une fonte musculaire et une dépigmentation de la peau.

L’alimentation devrait être composée de (chiffres ANSES PNNS 2017-2021) :

40 à 45 % de glucides (édulcorants et non édulcorants)
10 à 20 % de protéines (animales et végétales)
35 à 40% de lipides (animaux et végétaux)

De plus, il faut 1,5 l d’H₂O par jour, des fibres à raison de 25 à 30 g par jour pour un adulte, des sels minéraux : fer : transport de l'oxygène sur l'hémoglobine aux cellules calcium : constitution des os magnésium, sodium, potassium, zinc, cuivre, sélénium, ... et des vitamines : A pour la vision, B₁ (thiamine) pour le système nerveux, B₁₂ pour l'absorption du fer, B₉ (acide folique) pour la maturation de l’hémoglobine, D pour la fixation du Ca, E pour les fonctions de reproduction, K pour la coagulation du sang, PP pour la peau C pour la lutte contre le "vieillissement" B₂, B₈, ...