Fiche de révision : Dépenses énergétiques humaines

📋 Plan du Cours

1. Balance énergétique et besoins
2. Production cellulaire de l’énergie
3. Postes de dépense énergétique
4. Métabolisme de repos
5. Thermogenèse et thermorégulation
6. Dépense liée à l’activité physique
7. Évaluation et mesure de la dépense
8. Variabilité génétique individuelle
9. Dépense énergétique pathologique
10. Conditions extrêmes et réserves

📖 1. Balance énergétique et besoins

🔑 Notions clés & Définitions

• Balance énergétique : Compare les apports énergétiques alimentaires aux dépenses énergétiques de l’organisme.
• Besoins nutritionnels : La quantité d’énergie nécessaire à chaque individu pour maintenir son homéostasie thermique, métabolique et physique.

📝 Points essentiels

📌 Lorsque les apports énergétiques égalent les dépenses, le poids reste stable ; lorsqu’ils sont inférieurs aux dépenses, le poids diminue ; lorsqu’ils les dépassent, le poids augmente.

💡 Astuce mémo

Apports = dépenses : stabilité ; apports < dépenses : perte ; apports > dépenses : prise

📖 2. Production cellulaire de l’énergie

🔑 Notions clés & Définitions

• ATP : Ou adénosine triphosphate, est la principale molécule utilisée immédiatement par les cellules comme source d’énergie.

★ À maîtriser

• Dans la mitochondrie, les nutriments sont oxydés avec de l’oxygène par la chaîne respiratoire, qui transfère des électrons et permet la production d’ATP.

Compléments

📐 Formule — La calorie est reliée au kilojoule par la relation $1\,\mathrm{kcal}=4{,}1868\,\mathrm{kJ}$.

• La dépense énergétique horaire augmente avec le poids et la surface corporelle, car la dissipation d’énergie dépend de la surface d’échange.

💡 Astuce mémo

Oxydation des nutriments → chaîne respiratoire → ATP

📖 3. Postes de dépense énergétique

📝 Points essentiels

• Les trois postes de la dépense énergétique totale sont:
  • La dépense énergétique de repos : environ 65 %
  • La thermogenèse : environ 10 %
  • L’activité physique : environ 25 %

📐 Formule — La dépense énergétique liée à l’activité physique se calcule par la relation $DEAP=DET-DER$.

💡 Astuce mémo

DER–TPP–DEAP : repos, thermogenèse, activité

📖 4. Métabolisme de repos

★ À maîtriser

📌 Le métabolisme de base est une notion théorique non mesurable correspondant aux dépenses cellulaires au repos total, tandis que le métabolisme de repos est mesurable dans des conditions standardisées.

📌 La mesure du métabolisme de repos s’effectue chez un sujet allongé, éveillé, à jeun depuis au moins 8 à 10 heures et en neutralité thermique.

• Les activités irréductibles comprennent:

  • L’activité cardiaque
  • L’activité respiratoire
  • L’activité sécrétoire
  • L’activité cellulaire
  • Le tonus musculaire

• La masse des tissus maigres, notamment le foie, le cerveau et les reins, explique 60 à 80 % de la dépense énergétique de repos.

Compléments

📌 L’hypothyroïdie diminue le métabolisme de repos et favorise la prise de poids, tandis que l’hyperthyroïdie l’augmente et favorise la perte de poids.

💡 Astuce mémo

Métabolisme de base théorique ≠ métabolisme de repos mesurable

📖 5. Thermogenèse et thermorégulation

🔑 Notions clés & Définitions

• Thermogenèse postprandiale : L’augmentation de la dépense énergétique liée à l’ingestion et à la mise en réserve des aliments.

★ À maîtriser

• Le coût thermique varie selon le nutriment:

  • Protéines : 20 à 30 %
  • Glucides stockés en glycogène : 5 à 10 %
  • Glucides transformés en acides gras : environ 25 %
  • Lipides stockés : 2 à 3 %

• Lors d’une suralimentation glucidique, l’activation du système nerveux autonome augmente les protéines découplantes UCP, qui permettent un flux de protons et produisent de la chaleur au lieu de favoriser uniquement la synthèse d’ATP.

• La température centrale est maintenue autour de 37 °C grâce à la thermorégulation sympathique.

Compléments

• Chez l’adulte, le tissu adipeux blanc peut adopter un phénotype beige par brunisation, et la protéine UCP1 y produit de la chaleur en oxydant les graisses.

💡 Astuce mémo

Froid : thermogenèse ; chaud : thermolyse

📖 6. Dépense liée à l’activité physique

★ À maîtriser

• La dépense énergétique liée à l’activité physique est la composante la plus variable de la dépense totale et représente environ 20 à 70 % de celle-ci selon les habitudes de vie.

📐 Formule — Le rendement de l’activité physique est défini par $r=\frac{\text{travail fourni}}{\text{DEAP}}$ et vaut environ 25 %.

Compléments

• Les recommandations générales de dépense énergétique sont d’environ 2500 kcal par jour pour un homme et 2000 kcal par jour pour une femme, soit approximativement 10 000 pas quotidiens.

📖 7. Évaluation et mesure de la dépense

📝 Points essentiels

• Les équations de Harris-Benedict estiment la dépense énergétique de repos à partir du sexe, du poids, de la taille et de l’âge, puis le niveau d’activité permet d’appliquer un facteur de correction.

📌 La calorimétrie directe mesure la chaleur dégagée dans une chambre spécialisée, tandis que la calorimétrie indirecte déduit la dépense des consommations d’oxygène et des productions de dioxyde de carbone.

📌 La calorimétrie indirecte clinique se réalise au repos, après un jeûne d’au moins 6 heures, idéalement de 12 à 16 heures, avec 30 minutes de repos allongé et en neutralité thermique.

📐 Formule — Le quotient respiratoire est défini par $QR=\frac{VCO_2\ expiré}{VO_2\ inspiré}$ ; il vaut 1 pour les glucides, 0,7 pour les lipides, 0,8 pour les protéines et 0,84 à jeun.

💡 Astuce mémo

Équations prédictives : estimation ; calorimétrie indirecte : mesure

📖 8. Variabilité génétique individuelle

★ À maîtriser

• La dépense énergétique totale varie selon l’âge, le sexe, la masse des tissus maigres, l’activité physique et des facteurs génétiques qui influencent le métabolisme de repos, la thermogenèse et le travail musculaire.

Compléments

• La transmission familiale estimée de la valeur du métabolisme de repos entre parents et enfants est de 20 à 40 %, avec une concordance plus élevée chez les jumeaux homozygotes.

• Les gènes candidats de la variabilité de la dépense énergétique totale codent notamment les protéines découplantes UCP, la leptine, les récepteurs β-adrénergiques et les récepteurs aux mélanocortines MCR5.

📖 9. Dépense énergétique pathologique

★ À maîtriser

• Une agression tissulaire comme un traumatisme, une brûlure, une infection, une chirurgie ou une néoplasie ajoute une dépense énergétique physiopathologique aux trois postes habituels.

• Les cytokines pro-inflammatoires IL6, IL1β et TNFα stimulent l’insulinorésistance, l’hyperthermie, l’anorexie, la dégradation protéique et l’oxydation des acides gras, ce qui augmente la dépense énergétique.

• La dépense énergétique augmente d’environ 10 % par degré Celsius supplémentaire, de 10 % en postopératoire et de 50 à 70 % en cas de traumatisme sévère, de sepsis ou de défaillance respiratoire.

Compléments

• Les facteurs de variation comprennent:
  • La température
  • Le niveau de conscience
  • Les apports nutritionnels
  • Les médicaments
  • La ventilation artificielle
  • L’activité musculaire

💡 Astuce mémo

Agression tissulaire → inflammation et hypermétabolisme → besoins accrus

📖 10. Conditions extrêmes et réserves

★ À maîtriser

• 🔄 L’adaptation au jeûne repose sur:

  1. La perte de masse maigre
  2. La baisse de la dépense de repos
  3. La baisse de la thermogenèse postprandiale
  4. La baisse de la dépense liée à l’activité physique

• La baisse de la dépense de repos lors d’une perte pondérale importante dépasse celle expliquée par la seule perte tissulaire, en raison d’une adaptation métabolique associant baisse du tonus sympathique et diminution de la T3.

• Les réserves énergétiques de l’organisme sont constituées à plus de 80 % par le tissu adipeux, à moins de 15 % par les protéines et à moins de 1 % par les glucides.

Compléments

📌 Pour favoriser l’oxydation des lipides, il est préférable de pratiquer un effort physique long et continu plutôt qu’un effort très intense mobilisant surtout les réserves glucidiques.

• Lors d’une surcharge calorique, la dépense énergétique augmente avec le gain de masse maigre et la thermogenèse postprandiale, tandis que l’effet sur l’activité physique varie selon la durée, l’intensité et le poids corporel.

💡 Astuce mémo

Jeûne : dépenses diminuées ; surcharge : dépenses augmentées

📊 Tableaux de synthèse

Postes de la dépense énergétique totale