Metabolism and Energy Balance

Métabolisme et équilibre énergétique

Le métabolisme et l'équilibre énergétique sont des concepts fondamentaux en nutrition et en physiologie qui influencent le poids corporel, la santé et le bien-être général. Cet article explore le métabolisme de base (MB) et les facteurs influençant les besoins énergétiques au repos, examine le concept de « calories absorbées et calories dépensées » pour la gestion du poids et examine le rôle des glucides, des protéines et des lipides dans la production d'énergie.

Le corps humain a besoin d'énergie pour assurer toutes ses fonctions physiologiques, des processus cellulaires à l'activité physique. Le métabolisme englobe toutes les réactions biochimiques impliquées dans le maintien de la vie, notamment les réactions cataboliques qui décomposent les nutriments pour produire de l'énergie et les réactions anaboliques qui utilisent l'énergie pour synthétiser des molécules complexes. Comprendre le métabolisme et l'équilibre énergétique est essentiel pour gérer son poids, optimiser sa santé et prévenir les maladies chroniques.

Taux métabolique de base (BMR) : facteurs affectant les besoins énergétiques au repos

Définition du métabolisme de base

Le métabolisme de base (MB) correspond à la quantité d'énergie dépensée au repos dans un environnement tempéré neutre, après absorption (système digestif inactif, nécessitant environ 12 heures de jeûne). Le MB représente la quantité minimale d'énergie nécessaire au fonctionnement de l'organisme, notamment la respiration, la circulation, la production cellulaire, le métabolisme des nutriments et la régulation de la température.

Facteurs affectant le métabolisme de base

Plusieurs facteurs influencent le BMR d’un individu :

  1. Âge
  • Déclin métabolique avec l'âge:Le BMR diminue généralement avec l’âge en raison de la perte de masse musculaire maigre et des changements hormonaux.
  1. Sexe
  • Différences entre les hommes et les femmes:Les hommes ont généralement un BMR plus élevé que les femmes en raison d’une masse musculaire plus importante et d’un pourcentage de graisse corporelle plus faible.
  1. Composition corporelle
  • Masse musculaire maigreLe tissu musculaire est métaboliquement plus actif que le tissu adipeux. Les personnes ayant une masse musculaire plus importante ont un métabolisme de base plus élevé.
  • Masse grasse:Bien que le tissu adipeux soit moins actif métaboliquement, la taille globale du corps influence également le BMR.
  1. Facteurs génétiques
  • Taux métabolique héréditaire:La génétique peut influencer le taux métabolique, affectant la vitesse à laquelle un individu brûle des calories au repos.
  1. Influences hormonales
  • Hormones thyroïdiennesLa thyroxine (T4) et la triiodothyronine (T3) régulent le métabolisme. L'hyperthyroïdie augmente le métabolisme de base, tandis que l'hypothyroïdie le diminue.
  • Autres hormones:L’hormone de croissance, l’adrénaline et les hormones sexuelles ont également un impact sur le BMR.
  1. Température ambiante
  • Thermorégulation:L’exposition à des températures froides peut augmenter le BMR car le corps dépense de l’énergie pour maintenir sa température corporelle.
  1. États physiologiques
  • Grossesse et allaitement:Le BMR augmente pendant la grossesse et l’allaitement en raison de besoins énergétiques plus élevés.
  • Maladie et fièvre:Le BMR peut augmenter en réponse à une maladie ou à de la fièvre alors que le corps combat l’infection.
  1. État nutritionnel
  • La famine et le jeûne:Un jeûne prolongé ou une restriction calorique sévère peuvent réduire le BMR car le corps conserve son énergie.
  • Thermogenèse induite par l'alimentation:L’énergie dépensée pendant la digestion, l’absorption et le métabolisme des aliments augmente légèrement le BMR.

Mesurer le métabolisme de base

Le BMR peut être mesuré par :

  • Calorimétrie indirecte:Mesure la consommation d’oxygène et la production de dioxyde de carbone pour estimer la dépense énergétique.
  • Équations prédictives:Des formules comme l’équation de Harris-Benedict estiment le BMR en fonction de l’âge, du sexe, du poids et de la taille.

Calories absorbées et calories dépensées : comprendre la prise, la perte et le maintien du poids

Équation du bilan énergétique

  • Apport énergétique:Calories consommées par le biais des aliments et des boissons.
  • Dépenses énergétiques:Calories brûlées par le métabolisme de base, l’activité physique et la thermogenèse.
  • Bilan énergétique:Le maintien du poids se produit lorsque l’apport énergétique est égal à la dépense énergétique.

Prise de poids

  • Bilan énergétique positif:Consommer plus de calories que dépensées entraîne une prise de poids.
  • Calories excédentaires:Stocké sous forme de graisse dans le tissu adipeux.
  • Facteurs contribuant à la surconsommation:Régimes hypercaloriques, mode de vie sédentaire, facteurs psychologiques.

Perte de poids

  • Bilan énergétique négatif:Consommer moins de calories que dépensées entraîne une perte de poids.
  • Utilisation de l'énergie stockée:Le corps utilise les réserves de graisse pour produire de l’énergie.
  • Méthodes pour créer un déficit calorique:
    • Changements alimentaires:Réduire l'apport calorique.
    • Augmentation de l'activité physique:Augmentation de la dépense énergétique.

Maintien du poids

  • Équilibrer les apports et les dépenses:Obtenu en faisant correspondre la consommation calorique aux besoins énergétiques.
  • Facteurs liés au mode de vie:Une activité physique régulière et des habitudes alimentaires conscientes favorisent le maintien du poids.

Les défis du bilan énergétique

  • Adaptation métabolique:Le métabolisme du corps peut ralentir pendant la restriction calorique, ce qui rend la perte de poids plus difficile.
  • Régulation de l'appétit:Les hormones comme la ghréline et la leptine influencent la faim et la satiété, affectant l’apport calorique.
  • Facteurs environnementaux et comportementaux:L’accessibilité des aliments riches en calories, la taille des portions et les comportements alimentaires ont un impact sur l’équilibre énergétique.

Rôles des macronutriments : glucides, protéines et lipides dans la production d'énergie

Glucides

Fonction dans la production d'énergie

  • Source d'énergie primaire:Les glucides sont la source d’énergie préférée du corps, en particulier pour le cerveau et pendant les exercices de haute intensité.
  • Utilisation du glucose:Les glucides sont décomposés en glucose, qui est utilisé dans la respiration cellulaire pour produire de l'ATP.

Types de glucides

  • Glucides simples: Monosaccharides et disaccharides (par exemple, glucose, fructose, saccharose).
  • Glucides complexes: Polysaccharides (par exemple, amidons, glycogène, fibres).

Stockage

  • glycogène:Excès de glucose stocké dans le foie et les muscles sous forme de glycogène pour les besoins énergétiques à court terme.
  • Conversion en matières grasses:L'excès de consommation peut être converti en graisse pour un stockage à long terme.

Protéines

Fonction dans la production d'énergie

  • Source d'énergie secondaire:Utilisé pour l'énergie lorsque les réserves de glucides et de graisses sont insuffisantes.
  • Acides aminés:Les protéines sont décomposées en acides aminés, qui peuvent entrer dans les voies métaboliques pour la production d'ATP.

Rôles principaux

  • Blocs de construction:Essentiel à la synthèse des tissus corporels, des enzymes, des hormones et de la fonction immunitaire.
  • Réparation musculaire:Essentiel pour la récupération et la croissance musculaire après l’exercice.

Matières grasses

Fonction dans la production d'énergie

  • Source d'énergie concentrée:Les graisses fournissent plus de deux fois plus d’énergie par gramme que les glucides et les protéines (9 kcal/g contre 4 kcal/g).
  • Oxydation des acides gras:Les acides gras subissent une bêta-oxydation pour générer de l'ATP, en particulier lors d'activités de faible intensité et de longue durée.

Types de graisses

  • graisses saturées: Présent dans les produits animaux ; une consommation excessive est liée à des risques pour la santé.
  • graisses insaturées:Contient des graisses monoinsaturées et polyinsaturées ; bénéfiques pour la santé cardiaque.
  • Acides gras essentiels:Les acides gras oméga-3 et oméga-6 sont essentiels aux fonctions physiologiques.

Stockage

  • Tissu adipeux:La principale réserve d'énergie du corps ; la graisse stockée dans les adipocytes.

Interaction des macronutriments

  • Systèmes énergétiques:Le corps utilise une combinaison de glucides, de lipides et de protéines pour produire de l’énergie en fonction de la disponibilité et des besoins énergétiques.
  • Flexibilité métabolique:Capacité de changer de source de carburant en fonction des besoins métaboliques.

Importance d'un apport équilibré en macronutriments

  • Santé optimale:Un apport adéquat de tous les macronutriments soutient les fonctions physiologiques.
  • Recommandations diététiques:Varie en fonction des besoins individuels, des niveaux d’activité et des objectifs de santé.
    • Glucides: 45 à 65 % des calories totales quotidiennes.
    • Protéines: 10 à 35 % des calories totales quotidiennes.
    • Matières grasses: 20 à 35 % des calories totales quotidiennes.

Comprendre le métabolisme et l'équilibre énergétique est essentiel pour gérer son poids et optimiser sa santé. Le métabolisme de base (MB) représente les besoins énergétiques de base influencés par divers facteurs, tandis que l'équation du bilan énergétique explique comment l'apport et la dépense calorique influencent la prise, la perte ou le maintien du poids. Les macronutriments (glucides, protéines et lipides) jouent des rôles distincts et interconnectés dans la production d'énergie et la santé globale. Une alimentation équilibrée, répondant aux besoins individuels en énergie et en nutriments, favorise la santé métabolique et contribue à prévenir les maladies chroniques.

Références

Remarque : Toutes les références sont des sources faisant autorité provenant de revues à comité de lecture, de manuels et de publications gouvernementales afin de garantir la crédibilité et la fiabilité des informations présentées.

  1. McArdle, WD, Katch, FI et Katch, VL (2015). Physiologie de l'exercice : nutrition, énergie et performance humaine (8e éd.). Lippincott Williams & Wilkins.
  2. Roberts, SB et Rosenberg, I. (2006). Nutrition et vieillissement : évolution de la régulation du métabolisme énergétique avec le vieillissement. Revues physiologiques, 86(2), 651–667.
  3. Arciero, PJ, Goran, MI, & Poehlman, ET (1993). Le métabolisme de repos est plus faible chez les femmes que chez les hommes. Journal de physiologie appliquée, 75(6), 2514–2520.
  4. Speakman, JR, et Selman, C. (2003). Activité physique et métabolisme de repos. Actes de la Société de nutrition, 62(3), 621–634.
  5. Bouchard, C., et al. (1989). La réponse à la suralimentation prolongée chez les jumeaux identiques. Le New England Journal of Medicine, 322(21), 1477–1482.
  6. Mullur, R., Liu, Y.-Y., et Brent, GA (2014). Régulation du métabolisme par les hormones thyroïdiennes. Revues physiologiques, 94(2), 355–382.
  7. Wijers, SLJ, et al. (2011). Température ambiante et métabolisme énergétique humain en milieu non autochtone. Avis sur l'obésité, 12(10), 771–785.
  8. Butte, NF et King, JC (2005). Besoins énergétiques pendant la grossesse et l'allaitement. Nutrition et santé publique, 8(7a), 1010–1027.
  9. Clés, A., et al. (1950). La biologie de la famine humainePresses de l'Université du Minnesota.
  10. Westerterp, KR (2004). Thermogenèse induite par l'alimentation. Nutrition et métabolisme, 1, 5.
  11. Compher, C., et al. (2006). Méthodes de bonnes pratiques à appliquer à la mesure du métabolisme de repos chez l'adulte : une revue systématique. Journal de l'Association américaine de diététique, 106(6), 881–903.
  12. Harris, JA, et Benedict, FG (1918). Étude biométrique du métabolisme basal chez l'homme. Actes de l'Académie nationale des sciences, 4(12), 370–373.
  13. Hill, JO, et Peters, JC (1998). Contributions environnementales à l'épidémie d'obésité. Science, 280(5368), 1371–1374.
  14. Doucet, É., et al. (2001). Preuves de l'existence d'une thermogenèse adaptative lors de la perte de poids. Journal britannique de nutrition, 85(6), 715–723.
  15. Klok, MD, Jakobsdottir, S., & Drent, ML (2007). Le rôle de la leptine et de la ghréline dans la régulation de l'apport alimentaire et du poids corporel chez l'homme : une revue. Avis sur l'obésité, 8(1), 21–34.
  16. Cermak, NM, et van Loon, LJC (2013). L'utilisation des glucides pendant l'exercice comme aide ergogénique. Médecine du sport, 43(11), 1139–1155.
  17. Ivy, JL et Kuo, CH (1998). Régulation du transport du glucose dans le muscle squelettique pendant l'exercice. Acta Physiologica Scandinavica, 162(3), 201–214.
  18. Wolfe, RR et Miller, SL (1999). La disponibilité des acides aminés contrôle le métabolisme des protéines. Diabète, nutrition et métabolisme, 12(5), 322–328.
  19. Jeukendrup, A., et Gleeson, M. (2010). Nutrition sportive : Introduction à la production d'énergie et à la performance (2e éd.). Sciences de l'activité physique.
  20. Kelley, DE, & Mandarino, LJ (2000). Sélection du carburant dans le muscle squelettique humain en cas de résistance à l'insuline : un réexamen. Diabète, 49(5), 677–683.
  21. Département de la Santé et des Services sociaux des États-Unis et Département de l'Agriculture des États-Unis. (2015). Recommandations alimentaires pour les Américains 2015-2020 (8e éd.). Récupéré de https://health.gov/dietaryguidelines/2015/guidelines/

← Article précédent Sujet suivant→

Retour en haut

    Retour au blog