Le métabolisme énergétique

II. Les facteurs de variations physiologique de la dépense d’energie

1. Le travail musculaire

2. Les besoins de la thermorégulation

3. L’assimilation métabolique des aliments

4. La croissance

III. La notion de métabolisme de base

1. Le métabolisme de base

1. Définition

2. Conditions de mesure

3. Techniques de du métabolisme de base

4. Variation pathologique du métabolisme de base

I Introduction

L’individu se comporte comme un transformateur d’énergie, et la quantité d’énergie liée au métabolisme énergétique varie en fonction des conditions dans lesquelles il se trouve placé.
Celui-ci peut être amené:
• à produire un travail mécanique : effort musculaire.
• à augmenter sa production calorique pour assurer sa thermorégulation.
• à dépenser de l’énergie pour l’assimilation métabolique des aliments.
Tous ces facteurs vont modifier l’intensité du métabolisme oxydatif.
II Les facteurs de variations physiologique de la dépense d’energie

Les facteurs capables de modifier le métabolisme énergétique sont:
II.A. Le travail musculaire

C’est le facteur le plus important.
Lors d’un travail mécanique, la consommation d’oxygène augmente proportionnellement avec celui-ci.
• Théoriquement tout travail mécanique égal à 425 kg/mètre est équivalent à 1 kcal.
• Mais en pratique seul un cinquième de l’énergie totale est transformée en énergie mécanique, les 415 restant sont transformés en chaleur.
Le rendement est égal à 20% : pour une dépense énergétique de 1 kcal, la valeur de l’énergie mécanique est égale à 100 kg*mètre.
II.B. Les besoins de la thermorégulation

L’être humain est homéotherme (sa température centrale est constante).
Chez l’homéotherme, les mécanismes thermorégulateurs ont pour but d’assurer une égalité entre la production de chaleur (thermogenèse) et sa déperdition (thermolyse)
– En zone froide l’équilibre thermique est maintenu par l’augmentation de la thermogénèse.
– En zone chaude les mécanismes de thermolyse sont activés (augmentation de la dépense énergétique là aussi).
Il existe une zone de neutralité thermique située entre 20 et 22 C° où les besoins métaboliques de la thermorégulation ont une valeur minimum.
II.C. L’assimilation métabolique des aliments

Soit un homme adulte à jeun depuis 12 heures, au repos musculaire, dans une ambiance de neutralité thermique.
Sa dépense d’énergie est de 100 kcals en lheure 30min.
Si on lui donne sous forme d’aliments 100 kcal (soit 25 g de protide) afin de couvrir sa dépense énergétique, on constate que sa dépense métabolique augmente et passe à 130 kcal en lh30min bien que toutes les autres conditions n’ont pas changé (repos, température)
Les 30 kcals supplémentaires de dépense énergétique sont donc liées à l’alimentation, spécialement des protéines.
L’augmentation est plus faible avec les lipides (environs 15 kcal) et encore moins avec les glucides.
Cette augmentation de la production d’énergie qui fait suite à l’ingestion alimentaire est appelée : action dynamique spécifique des aliments (ADS).
L’ADS n’est pas due au travail digestif car elle survient même lorsque les acides aminés (constituants les protéines) sont donnés par perfusion intraveineuse (le tube digestif est alors shunté). Elle est liée l’assimilation métabolique des aliments c-à-d leur utilisation par les cellules.
II.D. La croissance

Pendant la période de croissance, l’anabolisme l’emporte sur le catabolisme et la synthèse protidique est prédominante.
La synthèse des liaisons peptidique nécessite un apport énergétique de 3kcal par liaison -CO-NH.
La dépense énergétique globale est plus élevée chez l’enfant que chez l’adulte pour l’édification des nouveaux tissus.
III La notion de métabolisme de base

Il est possible de définir une valeur minimum du métabolisme lorsque tous les facteurs responsables de la variation de celui-ci sont éliminés.
La dépense d’énergie ainsi mesurée représente la dépense de fond.
Elle est liée à la vie des cellules, et à l’activité minimum ou activité de base des appareils qui assurent les grandes fonctions de l’organisme telles que: la circulation, la respiration, l’excrétion et le tonus musculaire.
• Le métabolisme de base

III.A.a. Définition

C’est la quantité d’énergie dépensée par un individu lorsqu’il est au repos, à jeun depuis 12 heures et placé dans une enceinte ou l’environnement thermique est neutre.
Ces conditions sont appelées: Conditions basales.
Sa valeur est d’environs 1500 à 1600 kcal/24h chez l’homme et 1300 kcal/24h chez la femme.
Rapportée à la surface cutanée, la valeur du métabolisme de base est de 40 kcal/m2 de surface cutanée 1heure aussi bien chez l’homme que chez la femme.
III.A.b. Conditions de mesure

Ce sont les conditions basales:
• Sujet à jeun depuis la veille (au moins 12 heures) avec une alimentation peu protéique le soir pour diminuer l’effet de l’action dynamique spécifique des aliments.
• Le sujet est au repos musculaire et psychique depuis au moins 30 min.
• Dans la pièce de l’examen doit régner une ambiance de neutralité thermique.
III.A.c. Techniques de du métabolisme de base

• On mesure la consommation d’oxygène du sujet (par spirométrie):
V02 exprimée en L/heure.
La valeur de la V02 chez les sujets normal est de 0.25 à 0.30 litre/min.
• On fait le calcul de la dépense d’énergie du sujet :
Q kcal = V02 x 4.8
La valeur 4.8 représente la quantité d’énergie libérée à la suite de la combustion de 1 litre d’02: C’est le coefficient thermique pour l’oxygène.
Il est exprimé en kcal/litre d’oxygène brûlé.
• On fait le calcul de la surface corporelle en fonction du poids et de la taille.
On considère qu’un sujet standard a une surface corporelle égal à 1.73 m2pour un poids de 70kg.
• On rapporte la valeur de la dépense d’énergie trouvée à la surface corporelle calculée.
Le résultat est exprimé en kcal/hIm2 de surface corporelle.
III.A.d. Variation pathologique du métabolisme de base