Pr

1
Physiologie de lalimentation stockage des
nutriments Séverine Ledoux, Service
Explorations Fonctionnelles Hôpital louis Mourier
2
1. Régulation de la prise alimentaire 2. Les
différents aliments 3. Stockage des
nutriments 4. Adaptation au jeûne 5. Aspects
qualitatifs vitamines et oligoéléments
3

• Un déficit énergétique entraîne une réponse de
• lorganisme visant à restaurer la balance
• augmentation de la prise alimentaire
• diminution de la dépense énergétique

Sortie
Entrée
Et vis-versa.
4
Centre dintégration de la faim et
satiété Hypothalamique
Prise alimentaire
Dépense énérgétique
_

Facteurs digestifs Réponse à court terme
réserve Réponse à long terme
5

• réponse à court terme
• relayée par peptides intestinaux et nerf vague
• en fonction de distension, motilité, facteurs
  chimiques (H), nutriments,
• Satiété relayée par cholecystokinine (CCK),
  GLP-1, PYY, ..
• Faim relayée par ghréline, oréxines,
  endocanabinoides,..

6

• réponse à long terme
• Leptine sécrétée par tissu adipeux en fonction
  des réserves
• reflet de la masse adipeuse (i.e. informe le
  cerveau sur les stocks)
• - insuline (pancréas)
• - informations métaboliques provenant du foie

7
Interactions sur la satiété entre les systèmes à
court et long terme Intégration centrale dans le
noyau arqué (ARC) hypothalamique par anorexigènes
(MSH) et oréxigènes (NPY, AGRP) Connections
avec dautres structure du SNC - à la périphérie
par le nerf vague (X) - au cortex (émotions)
8
Nombreux systèmes, interactions, redondance
_
X

CCK
Ghreline


insuline
motilité
Leptine
9
Apports alimentaires recommandés
Apports énergétiques 2000-2500 Kcal/j Quantitatif
s 50-55 Glucides énergie 30-35 Lipides
énergie 10-15 Protides autres fonctions,
énergie via néoglucogénèse (régime
hyperP) Qualitatifs alimentation variée,
apport en fibres, vitamines et oligo-éléments,
acides aminés et acides gras essentiels,
eau (ex viande rouge fer, laitages
calcium,..) Répartis en trois repas par jour
(variations culturelles)
10
Glucides
5 g/kg poids/jour sucres simples (saccharose,
fructose, glucose) sucre, fruits, confitures,
miel, boissons sucrées favorisent les pics
dinsuline (favorable au stockage) Sucres
complexes féculents riz, blé, pommes de terres,
lentilles, (ne font pas grossir contrairement aux
idées reçues) Rôle énergétique important
11
Lipides
en principe 1g/kg poids/jour Apport en Acides
gras essentiels et vitamines liposolubles
Lipides insaturés moins athérogènes Végétales
tournesol polyinsaturée olive
monoinsaturé Animales saturées (beurre,
charcuteries, fromages, laitages, viande) très
palatables faciles à stocker Peu mobilisable (gt
20-30 min dexercice) 1 kg 9000 Kcal
12
Protéines 1g/kg poids /jour Consommation
indispensable (viande 20 de protéines) Acides
aminées essentiel (protéines animales
surtout) Protéines animales mieux
assimilées Utilisation nette Lait de femme
95 Blanc dœufs 87 Viande 70
Végétales 40 Réserve énergétique de secours
(fonte musculaire) Autres fonctions
13
Les vitamines et les oligo-éléments
Substance apportée par lalimentation dont
lorganisme ne peut faire la synthèse (tout au
moins en quantité suffisante) Certaines sont
stockées (liposolubes, B12) Agissant à dose
minime Sans valeur énergétique Svt
coenzymes Fer, B9, B12 hémoglobine Calcium,
vitamine D os Groupe B S. nerveux,
phanères C antioxydant
14
Stockage des aliments
Alimentation intermittente (repas) dépense
énergétique continue (W mécanique, électrique
chaleur,...)
Constitution de réserves Pour assurer apport
énergétique continu
Glucides et lipides Rôle essentiellement
énergétique Protéines rôle essentiellement
structurel
15
Métabolisme des protéines

• Association dAA de taille très variable
• Fonctions multiples
• structure (collagène)
• contraction (myosine)
• transport plasmatique (albumine)
• Immunité (immunoglobulines)
• Enzymes
• informations biologiques (hormones, récepteurs)
• etc

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Voies métaboliques
Protéines ? 11 kg
protéolyse
Synthèse protéique
300g/j Renouvellement des protéines
Urée NH4 CO2
Apports Exogènes (70 g/j)
Dégradation irreversible (70 g/j)
Acides aminés disponibles
Synthèse de novo
Fonctions spécifiques (néogluco pour lalanine,
hormones pour tyrosine)
17
Renouvellement des protéines
Dépend des organes muscle 20 Foie 10 Intestion
15 Peau 15 Vitesse de renouvellement
variable Foie rapide cristallin très
lent Augmente dans certaines situations
cataboliques (infections, cancers ..) avec
protéolyse gt synthèse (fonte musculaire) Diminue
au cours du jeûne Labsence dAA disponibles
ralenti la synthèse La synthèse protéique
consomme beaucoup énergie (1kCal/g)
18
Glucides et lipides
Substrats énergétiques cellulaires
Glucose utilisable par toutes les
cellules besoins du cerveau 120 g/ j (25 morceaux
de sucre) Acides gras libres équipement
nécessaire muscles oxydatifs, cœur, foie, rein sf
cerveau ne passent pas la barrière
méningés Corps cétoniques jeûne oxydation
AGL foie Cerveau, muscle, rein
19
Glucides et lipides (2)
Utilisation glycolyse hématies, muscles
blancs oxydation du glucose et des AGL foie,
muscles rouges (posture, respiration, W
continu) requière des vaisseaux, équipement
enzymatique Ex effort bref glycolyse?
lactates ? crampes effort prolongé
oxydation G et AGL
20
Métabolisme
Polysaccharides
Lipides
Protéines
ADP Pi
ADP Pi
ADP Pi
ATP
ATP
ATP
Hexoses Pentoses
Acides aminés
Acides gras
ADP Pi
ADP Pi
ADP Pi
ATP
ADP Pi
ATP
glycolyse
ATP
ATP
Pyruvate
Urée
ADP Pi
Acétyl-CoA
O2
ATP
Chaîne de transportdes électrons Phosphorylation
oxydative
e-
Cycle de lacide citrique
oxydation
CO2
ATP
21
Glucides et lipides (2)
Réserves glycogène synthétisé à partir du
glucose foie ? utilisation systémique muscle
? utilisation locale quantités limitées (300
g) Triglycérides tissu adipeux provient
surtout de l alimentation peu de
lipogénèse hépatique (dans nos pays) stimulée
par excès de G inhibée par apports riches en
L quantités importantes (10 à 30
PC plusieurs kilos) mais peu mobilisables
22
Repas
T. Dig AA Glucose TG, PhL
Chiloµ
AG
TG
Glycérol
Tissu adipeux
23
Coût énergétique Digestion 2 à 4 Glucose
6 Lipides 2 de lénergie dépensée Protides
24 pour le stockage
i.e. repas gras stockage plus facile
glucides favorise stockage via insuline
24
Rôle du foie

• Essentiel dans la régulation du métabolisme des
  lipides, protides et glucides
• 2.5 PC mais métabolisme hépatique 20 de la
  DER
• i.e. activité métabolique
• Energie surtout apportée par AGL
• Participe au maintien de la glycémie
• étroites limites (fonctionnement cellulaire en
  particulier cérébral)
• Production de glucose interprandiale
  essentiellement hépatique
• néoglucogénèse (AA, glycérol, lactates) et
  glycogénolyse
• Capture post prandiale arrivée de glucose dans
  la veine porte
• induit sécrétion insuline et inhibe production
  hépatique de glucose

25
Rôle du foie (2)
Métabolisme des Lipides Lipogénèse À partir de la
glycolyse Favorisée par régime riche en
glucides Inhibée par régime riche en lipides
(AGL) Synthèse des corps cétoniques Si
insulinémie basse (jeûne) À partir de lacétyl
coA Clairance du cholestérol captation des
chilomicrons et LDL
26
Rôle du foie (3)
Synthèse des protéines Synthèse de la majorité
des protéines plasmatiques 90 , transport,
coagulation Stimulée par Afflux AA et insuline
(PP) Maintien des taux dAA circulant Captation
postprandiale, libération interprandiale Enrichiss
ement en AA essentiels et ramifiés permet de
réguler la synthèse protéique des
tissus Synthèse durée associée à synthèse de
bicarbonates Permet élimination de lazote et
tamponnement charge acide des protéines
27

• Régulation du métabolisme des G, L, P
• Glucose PP ? ? sécrétion dinsuline
• (pour limiter élévation PP de glycémie)
• Glucides
• ? production hépatique de glucose
• ? stockage foie stimule ?th glycogène
• inhibe glycogénolyse
• ? stockage muscle stimule ?th glycogène
• ? utilisation périphérique stimule captation
• glycolyse, oxydation
• Lipides
• lipogénèse hépatique, ? lipolyse tissu adipeux
• ? oxydation AGL (profite à l oxydation du
  glucose)
• Protéines ? synthèse

28

• Période interprandiale
• ? de la glycémie ? de linsuline et ? du
  glucagon
• ? de la glycogénolyse
• ? de la néoglucogénèse
• ? de la captation hépatique des AA (? G)
• ? de la lipolyse (? I)
• ? Lipogénèse (? G)
• du catabolisme protéique (? I)

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Régulation
T. Dig AA Glucose TG, PhL
AA essentiels

INS
Glycolyse
?th protéines circulantes libération AA,
urée néoglucogénèse (alanine)
Glycolyse oxydation glycogène
Chiloµ

INS
Glucagon
Tissu adipeux
glycogénolyse
G6P ?th glycogène ou glycolyse pyruvate
acetyl coA
oxydation
LPL
INS
INS Glucagon -
VLDL
Krebs
AG CC
TG
30
Foie muscle T. Adipeux GlycoG
GlycoG, Prot TG
Total ? 100.000 Kcal
31
Adaptation au jeûne

• Chez les animaux, lénergie du métabolisme de
  base, de lactivité physique, de la croissance et
  de la reproduction est tirée de lalimentation.
• La résistance à labsence daliments est fonction
  de la capacité à stocker mais aussi à
  redistribuer la dépense énergétique.

32

• En même temps il faut préserver la capacité à
  échapper aux prédateurs, chercher de la
  nourriture
• Tout ça est fonction de la balance
  stockage/dépense
• La plupart des animaux vont inhiber la
  reproduction, diminuer leur activité (torpeur,
  hibernation)et leur température corporelle
  (jusquà -3C chez lécureuil de terre de
  larctique, 0-5C chez la marmotte, jusquà 34C
  chez lanorexique)

33
Adaptation au jeûne
Gestion des stocks énergétiques de lorganisme
étroitement régulée ancêtres chasseurs Pays
industrialisés Avantage sélectif obésité,
diabète Mobilité sédentarité Nourriture
rare nourriture abondante populations en voie
de développement Anorexie, grève de la faim,
dénutrition pathologique
34

• Jeûne physiologique Jeûne nocturne 12 h
• alimentation intermittente, dépense énergétique
  continue
• Stocks glycogène, TG utilisés en période
  interprandiale
• Jeune prolongé Décès en ? 60 j, ? 50 masse
  protéique
• perte fonctions enzymatiques, transport, immunité
• défaillance cardiorespiratoire, infections

35
Réserves énergétiques
Energie circulante faible (G, AG, TG) une
centaine de calories Glucides Glycogène ? 900
Kcal 2/3 musculaire (locale), 1/3 hépatique
(générale) 1g sec 4 kcal 2/3 de poids en
eau épuisé en 48 h de jeûne ou 30 min
dexercice Protéines musculaires ? 2500
Kcal 1g 4 kcal 2/3 de poids en eau
autres fonctions (enzymes, structure,
) Lipides TG du Tissu adipeux ? 100.000
Kcal 1g 9 kcal sans eau, densité
faible avantage sélectif (graines,
hommes) plus difficile à mobiliser
(effort gt 30 min, jeûne prolongé)
36
Corps cétoniques

• seuls les animaux dont le cerveau représente plus
  de 5 de la dépense énergétique ont besoin
  daugmenter leur cétogenèse à jeun
  (quasi-particularité de lhomme)
• 4.69 Cal/g
• beaucoup moins hydraté que glycogène
• Très utilisé comme forme de stockage de lénergie
  chez certaines bactéries.
• Fioul essentiel chez nourrisson, permet de
  préserver le glucose pour la voie des
  pentoses-phosphates (acides nucléiques, NADPH).
• Augmente survie de cellules cérébrales exposées à
  anoxie.

37
(No Transcript)
38
Buts de ladaptation au jeûne

• garder les protéines
• garder le glycogène pour les urgences (stress,
  exercice)
• utiliser les réserves lipidiques
• maintenir un apport énergétique aux organes
• Jeûne court apport de glucose au cerveau
• glycogénolyse et néoglucogénèse
• Jeûne long utilisation des lipides gt protéines
• cétogénèse

39
Jeûne court
Dépense 1800Kcal
144 g
SNC CO2 H2O
Muscle AA 75g
AA (alanine)
Glycogène NéoglucoG Oxydation incomplète
Glucose 180 g
GR
36g
36g
T adipeux TG 160g
glycérol
Lactate pyruvate
AGL
CC
Muscle (glycogène) CO2 H2O
60g
120g
Glycémie gt 0.45 g/l Flux hépatique 9
g/h Glycogénolyse 75 puis neoglucogénèse 25
Utilisation cerveau 60 , rein GR 30 , muscle
10
40
Glucose Pyruvate Acétyl CoA Krebs H2O CO2
glycérol
Lactates
ATP
AA
AGL
oxaloacétate
CC
Lénergie de la néoglucogénèse est fournie par
loxydation des acides gras dans le foie
41
DONC production de glucose glycogénolyse
néoglucogénèse (AA, pyr, lact,
glycérol) Pour cerveau et tissus
gluco-dépendants Consommation réelle oxydation
complète dans le cerveau Mais dans les autres
tissus lénergie est essentiellement fournie par
les AGL Muscles - utilisent préférentiellement
AGL (non hydrosolubles, ne passent pas la
barrière méningée, nécessite oxygène) -
Consommation glycogène exercice, anoxie
42
Jeûne long (qq heures à qq jours) selon le ratio
cerveau/reste du corps
?
44 g
SNC CO2 H2O
Muscle AA 20 g
AA (alanine)
Glycogène NéoglucoG Oxydation incomplète
?
?
Glucose 180 g
GR
T adipeux TG 160g
glycérol
36g
57g
Lactate pyruvate
? CC
AGL
Muscle (glycogène) CO2 H2O
120g
47g
AA, lactate, pyruvate, glycérol insuffisant pour
apporter 180 g Glucose Glycogène rapidement
épuisé, Risque de déplétion protéique Utilisation
CC par le cerveau ? néoglucoG au dépend des
AA ? néoglucoG rénale (glutamine)
43
(No Transcript)
44
(No Transcript)
45
Régulation hormonale

• ? de la glycémie
• ? de linsuline
• ? de la captation de glucose des tissus ins-dep
  au profit du cerveau
• ? de la lipolyse (libération AGL tissu adipeux)
• ? de la libération des AA musculaires
• des corps cétoniques
• ? du glucagon
• ? de la glycogénolyse
• ? de la néoglucogénèse
• ? de la captation hépatique des AA
• Baisse de la DER (? hormones thyroidiennes,
  cathécolamines)

46
severine.ledoux_at_lmr.aphp.fr
47
Les vitamines
Définition Substance organique, apportée par
lalimentation dont lorganisme ne peut faire la
synthèse (tout au moins en quantité
suffisante) Exceptions vitamine D (peau),
vitamine K (flore intestinale), vitamine PP (à
partir du tryptophane) Sans valeur
énergétique Agissant à dose minime Classées par
lettres et par chiffres (B) 2 groupes
Hydrosolubles et liposolubles
48
Absorption essentiellement dans le grêle
proximal (Sauf vitamines C, B12 grêle distal
et vitamine K colon) Vitamines liposolubles avec
les lipides stockage Hydrosolubles peu
stockées, éliminées par les urines (?pas de
surdosage) ex vitamine c apport régulier
nécessaire carence en quelques jours
vitamines B12 stock hépatiques pour
plusieurs mois ou années Liposolubles
stockées, risque dintoxication en cas dapport
excessif Formes actives Transformées dans
lorganisme (sauf C et E vitamines
antioxydantes)
49
Fonctions Coenzymes A, K, groupe B,
C Antioxydantes (stabilisateurs de membranes) C
et E, B carotène Fonction hormonales D ? A
(récepteurs nucléaires) Déficits - par
carence dapport - par malabsorption
(pathologie digestive) - par augmentation des
besoins ex prématurés (carences en vit
E) grossesse (carences en folates
(B9)) hémolyse, sd myéloprolofératifs
(vit B9, 12) Installation plus ou moins
rapide Symptomatologie plus ou moins
bruyante Certaines lésions sont irréversibles
(neurologiques)
50
Apports recommandés
Sources alimentaires
Nom
hydrosolubles Thiamine Riboflavine A.Panthoténique
Pyridoxyne Niacine Biotine Ac Folique Cobalamine
Ac Ascorbique Liposolubles Rétinol Calciférol Toco
phérol Phytoménadione phylloquinone
B1 B2 B5 B6 PP/B3 H/B8 B9 B12 C A D E K
1.3 mg 1.5 mg 10 mg 10 mg 2 mg 150 µg 15
mg 300 µg 100 mg 800 µg 10 µg 12 mg 35 µg
Céréales, levures, viandes, abats levures,
viandes, abats, fromage oeufs, viandes,
levures Levures, foie, œufs, lait Levures, foie,
arachides Abats, œufs, levures Aliments divers
(légumes, abats) Viandes, foie, produits
fermentés Fruits, légumes Beurre, foie, poisson,
carottes Huiles de poisson, lait Huiles
végétales Légumes verts (choux,
épinards) Bactéries TD
Sensibilité à la chaleur
51
Les plus  classiques 
Déficit en B1 (thiamine) Rôle dans métabolisme
glucidique symptômes Asthénie, Anorexie,
vomissements Signes neurologiques centraux et
périphériques Causes Carence dapport,
alcoolisme, diabète, vomissements - Beri-beri
(riz décortiqué) polynévrite, insuffisance
cardiaque - Gayet wernicke (alcoolisme)
encéphalopathie
Déficit en B12 (Cobalamine) Rôle dans
hématopoïèse symptômes Anémie macrocytaire Causes
Biermer (anticorps anti-facteur
intrinsèque) Gastrectomies, Crohn végétariens
52
Les plus classiques (suite)
Déficit en vitamine A (rétinol) Rôle dans la
vision (rhodopsine) symptômes Signes oculaires
(vision nocturne, xerophtalmie) Hyperkératose Infe
ctions virales Cause stéatorrhée, carence
dapport Toxicité si surdosage nausées,
vomissements, céphalées, vertiges (HIC)
Déficit en vitamine D Rôle dans la
minéralisation symptômes Rachitisme chez
lenfant, ostéomalacie chez ladulte causes Caren
ce dapport, défaut densoleillement surdosage
hypercalcémie
53
Les Autres déficits
B2 (riboflavine) Lésions muqueuses et
cutanées B3 (Panthothène) anomalies
neurologiques, paresthésies B6
(pyridoxine) anomalies cutanées, crises
convulsives PP (niacine) pellagre (dermatite
photosensible, neuro) B9 (folates) anémie
macrocytaire, défaut tube neural C
(ascorbate) scorbut (anomalies des dents et
phanères) H (biotine) dermatite, alopécie E
(tocophérol) anémie hémolytique du prématuré,
ataxie Vitamine K maladie hémorragique du NN
54
Oligo-éléments

• Définition
• Nutriments essentiels dorigine minérale, sans
  valeur énergétique
• Présent dans lorganisme en faible quantité
• Minéraux (? Na, K, Ca Mg et Ph en grande qqtées)
• Rôles divers
• - Strucure tertiaire des protéines (Zn)
• cofacteurs denzymes (Mn, Zn)
• constituant dhormones (Iode)
• covitamines (Co)
• Immunité (fe, Zn)
• transport de l O2 (Fe)
• Oxydo-reduction (Cu, Se)
• rôle structural (fluor)

55
Stockage Hépatique pour la plupart carences
Rares car niveau élevé dans lenvironnement Sauf
fer (pertes sanguines), Iode (montagnes),.. Risqu
e dintoxication (fluor,chrome, cuivre, plomb,)
pollution Et de surcharge (hémochromatose et
fer, maladie de Wilson et Cu)
56

• Fer quelques grammes
• Constituant de hémoglobine (70)
• Autres (30)
• - myoglobine
• Enzymes (oxydoréduction)
• transferrine (transport)
• ferritine (réserve)
• Réserves
• foie, rate, moelle, muscle
• Pertes
• selles, urines,..
• X10 en cas de menstruations

57

• Besoins en fer 10 à 20 mg/j mal absorbé (10
  en moyenne)
• Varie selon sexe, MNP
• Age enfant besoin x 10 (très peu dans le lait)
• augmentés par la grossesse ? masse globulaire,
  fœtus, placenta
• ? pertes à accouchement, allaitement
• Pathologies gynécologiques et digestives
• Sources
• fer héminique (viande rouge), crustacés, bien
  absorbé
• fer non héminique (végétaux) biodisponibilité
  5x plus faible
• Absorption duodénum, jéjunum
• (inhibée par fibres, phytates, tanins,)
• Carence anémie microcytaire
• Surcharge hémochromatose (atteinte multiples
  foie, articulations, glandes endocrines,
  myocarde,..)

58
severine.ledoux_at_lmr.aphp.fr
59
(No Transcript)