Science et technologie s1577

Les aliments (notions avancées)

Les notions abordées dans cette fiche dépassent celles qui sont vues au secondaire. Il s'agit ici d'un complément pour ceux qui sont curieux d'en savoir plus.

Les aliments

Contrairement aux végétaux autotrophes, les animaux hétérotrophes ne peuvent pas utiliser la matière inorganique pour produire eux-mêmes les composés organiques nécessaires aux activités de l’organisme. C’est pourquoi, ils doivent utiliser les ressources nutritives autour d’eux : les aliments. Alors que les glucides et les lipides sont principalement utilisés à des fins énergétiques, les protéines pour leur part sont plutôt nécessaires dans la production d’enzymes et de structures organiques.

On parlera d’un macronutriment lorsqu’un aliment est nécessaire en grande quantité dans l’organisme. Par opposition, on parlera d’un micronutriment quand le nutriment n’est nécessaire qu’en faible quantité. L’accès à ces derniers est souvent limité dans le milieu, c’est-à-dire qu’ils ne sont habituellement pas disponibles en grande quantité. D’ailleurs, lorsqu’ils sont présents dans un milieu, ils agissent souvent comme un poison pour les organismes qui n’en nécessitent que de petites quantités. On a qu’à penser au cuivre ou au chlore par exemple.

Le terme nutriment essentiel réfère à un besoin nutritionnel chez un organisme et à son incapacité à en produire par lui-même. Par exemple, chez l’humain, dans les vingt acides aminés, 8 (9 chez le nourrisson) sont dit essentiels, même s’ils sont tous nécessaires au bon fonctionnement de l’organisme.

Si un organisme vient à manquer d’un de ces nutriments essentiels, on parlera de carence nutritionnelle. Il faut faire ici la distinction entre carence nutritionnelle et sous-alimentation qui réfère plutôt à un apport insuffisant en énergie pour l’organisme. Un individu peut donc être suralimenté et souffrir tout de même de carence nutritionnelle. Il est à noter cependant que tous les organismes n’ont pas les mêmes besoins en nutriments essentiels et n’ont pas tous les mêmes capacités de production. Ainsi, un nutriment peut être essentiel chez une espèce animale et non essentiel chez une autre.

Ces nutriments essentiels se regroupent en quatre classes :
1) les acides gras essentiels;
2) les acides aminés essentiels;
3) les minéraux;
4) les vitamines.

Les acides aminés sont les constituants des protéines. C’est pourquoi une carence en acides aminés essentiels chez un enfant peut retarder tout son développement physique et intellectuel.

Voici la liste des vitamines et des minéraux nécessaires à l’humain :

Vitamines Minéraux
Vitamine B1 (thiamine) Calcium (Ca)
Vitamine B2 (riboflavine) Phosphore (P)
Niacine (acide nicotinique) Soufre (S)
Vitamine B6 (pyridoxine) Potassium (K)
Acide pantothénique Chlore (Cl)
Acide folique Sodium (Na)
Vitamine B12 (cyanocobalamine) Magnésium (Mg)
Biotine Fer (Fe)
Vitamine C (acide ascorbique) Fluor (F)
Vitamine A (rétinol) Zinc (Zn)
Vitamine D Cuivre (Cu)
Vitamine E (tocophérol) Manganèse (Mn)
Vitamine K Iode (I)
Cobalt (Co)

 

La valeur énergétique des aliments en détail

La majorité des espèces vivantes doit respirer de l’oxygène (qui se retrouve dans l’air, ce mélange de gaz).

Cet oxygène est nécessaire dans le processus de combustion des macromolécules tirées de l’alimentation (hétérotrophie) ou de la production par photosynthèse ou de la chimiosynthèse (autotrophie). La combustion des macromolécules sert à produire de l’ATP, la substance dont se sert un organisme pour transporter et utiliser de l’énergie. Les macromolécules sont en fait des polymères (ou chaînes) de glucoses (glucides), d’acides gras (lipides) ou d’acides aminés (protéines).

L’unité de mesure de l’énergie est le joule (J). On entend aussi souvent parler de calorie. Une calorie est la quantité d’énergie (en joules) ou de chaleur nécessaire pour faire augmenter la température de 1 g d’eau de 1°C, passant de 14,5°C à 15,5°C, à pression atmosphérique normale, soit 1 atm ou 101,325 kPa. La calorie est cependant de moins en moins utilisée comme unité.

Le métabolisme basal chez l’humain est la demande énergétique pour un humain au repos et immobile. C’est l’énergie requise au bon fonctionnement de l’organisme (fonctionnement des organes vitaux, régulation de la température interne, etc.). Ce métabolisme se situe en moyenne entre 6 700 et 7 500 kJ chez l’homme et entre 5 400 et 6 300 kJ chez la femme par jour. À titre comparatif, cette consommation d’énergie est inférieure à celle d’une ampoule électrique incandescente de 100 W.

Aussitôt qu’une activité supplémentaire a lieu, par la pratique d’un sport par exemple, l’apport énergétique doit être supérieur à celui qui équivaut au métabolisme basal. Bref, le métabolisme total est d’environ 12 800 kJ par jour dont environ de 7 000 kJ sont utilisés pour le métabolisme basal.

Si l’apport énergétique est supérieur à la dépense, le foie et les muscles emmagasineront cette énergie sous forme de glycogène (un polymère de glucose) avec une réserve maximale équivalente au métabolisme basal d’une journée. Ensuite, si l’apport est encore trop important, les suppléments énergétiques seront emmagasinés dans les tissus adipeux sous forme de graisse. La graisse est beaucoup plus énergétique que le sucre. En effet, la combustion d’un gramme de graisse procure 39,8 kJ, soit deux fois plus d’énergie qu’un gramme de sucre.

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