Fiche de révision : Besoins énergétiques en diététique

📋 Plan du Cours

1. Besoins énergétiques et valeur des aliments
2. Dépense énergétique et calorimétrie directe
3. Calorimétrie indirecte et coefficient thermique
4. Circuits indirects et quotient respiratoire
5. Apports alimentaires et composition corporelle
6. Dépense journalière et besoins énergétiques

📖 1. Besoins énergétiques et valeur des aliments

🔑 Notions clés & Définitions

• Besoin énergétique : Quantité d’énergie à apporter à un individu pour compenser ses dépenses, maintenir un poids stable et préserver sa santé à court et long terme.

★ À maîtriser

📐 Formule - Les conversions énergétiques sont $1\,\mathrm{cal}=4{,}185\,\mathrm{J}$ et $1\,\mathrm{Cal}=1\,\mathrm{kcal}=1000\,\mathrm{cal}$.

• La combustion complète d’un gramme fournit environ 5,65 kcal pour les protéines, 9,4 kcal pour les lipides, 4,1 kcal pour les glucides et 7,1 kcal pour l’alcool.

Compléments

📌 Le joule est l’unité internationale de l’énergie, tandis que la calorie reste couramment utilisée en diététique et dans la vie quotidienne.

• Les équivalences arrondies utilisées dans les calculs sont de 17 kJ/g pour les protéines et les glucides, 38 kJ/g pour les lipides et 29 kJ/g pour l’alcool.

• Le coefficient d’utilisation digestive est de 99 % pour les glucides, 95 % pour les lipides, 85 % pour les protéines végétales, 97 % pour les protéines animales et 99 % pour l’éthanol.

📖 2. Dépense énergétique et calorimétrie directe

🔑 Notions clés & Définitions

• Calorimétrie directe : Méthode de référence ancienne qui mesure la dépense énergétique globale en mesurant la chaleur dégagée par un individu.

★ À maîtriser

• L’énergie chimique des nutriments provient de leur oxydation, qui rompt les liaisons chimiques et libère de l’énergie sous forme d’ATP et de chaleur.

• En calorimétrie directe, l’individu est placé dans une chambre calorimétrique hermétique et isolée, de l’eau circule entre les parois à volume et température connus, puis sa variation de température permet d’estimer la chaleur produite.

Compléments

📐 Formule - Le bilan général de l’oxydation est $\mathrm{Nutriments}+\mathrm{O_2}\rightarrow\mathrm{CO_2}+\mathrm{H_2O}+\mathrm{déchets}+\mathrm{chaleur}$.

• Une kilocalorie est la quantité de chaleur nécessaire pour élever de 1 °C la température de 1 kg d’eau dans des conditions normales de pression.

💡 Astuce mémo

Chambre isolée → eau circulante → chaleur mesurée

📖 3. Calorimétrie indirecte et coefficient thermique

🔑 Notions clés & Définitions

• Calorimétrie indirecte : Méthode simple et peu coûteuse qui estime la dépense énergétique globale en mesurant l’oxydation des nutriments.

★ À maîtriser

• Les coefficients thermiques de l’oxygène sont de 5 kcal/L pour les glucides, 4,7 kcal/L pour les lipides et 4,6 kcal/L pour les protides.

📐 Formule - Le coefficient thermique moyen de l’oxygène est de 4,82 kcal/L et l’énergie estimée vérifie $E\,(\mathrm{kcal})=V_{\mathrm{O_2}}\,(\mathrm{L})\times4{,}82\,\mathrm{kcal/L}$.

Compléments

📐 Formule - La relation générale de calorimétrie indirecte est $\mathrm{NUT}+\mathrm{O_2}\rightarrow\mathrm{énergie\ (kcal)}+\mathrm{CO_2}+\mathrm{H_2O}$.

• La combustion d’une mole de glucose consomme six moles d’oxygène et produit 674 kcal, six moles de dioxyde de carbone et six moles d’eau.

• Dans des conditions normales de température et de pression, une mole de gaz parfait occupe un volume de 22,4 L.

📖 4. Circuits indirects et quotient respiratoire

★ À maîtriser

📐 Formule - Le quotient respiratoire est le rapport du volume de dioxyde de carbone rejeté au volume d’oxygène consommé : $QR=\frac{V_{\mathrm{CO_2}}}{V_{\mathrm{O_2}}}$.

• Les quotients respiratoires sont de 1 pour les glucides, 0,7 pour les lipides, 0,8 pour les protides et 0,6 pour l’éthanol ; le QR moyen est de 0,8.

📌 Un QR supérieur à 0,8 indique une utilisation préférentielle des glucides, tandis qu’un QR inférieur à 0,8 pour le même effort indique une utilisation accrue des lipides.

Compléments

• Dans la méthode de Benedict en circuit fermé, un masque à double tubulure sépare l’air inspiré de l’air expiré, l’oxygène inspiré est connu et la chaux sodée permet de quantifier le dioxyde de carbone rejeté.

• Une utilisation excessive des lipides peut produire des corps cétoniques et entraîner un risque de coma, tandis qu’une utilisation excessive des glucides peut produire des acides gras stockés sous forme de tissu adipeux.

📌 La méthode en circuit ouvert estime l’énergie par la quantité d’oxygène utilisée sans tenir compte du dioxyde de carbone rejeté ; elle peut comporter des fuites, ne connaît pas précisément la quantité d’oxygène et manque de précision.

• La méthode de confinement enferme l’individu dans une enceinte hermétiquement close et compare la composition de l’air au début et à la fin de l’expérience.

💡 Astuce mémo

QR élevé : glucides ; QR faible : lipides

📖 5. Apports alimentaires et composition corporelle

🔑 Notions clés & Définitions

• Masse maigre : Poids total de l’organisme diminué de sa masse grasse et comprenant l’eau, les muscles, les viscères, les os et les minéraux.
• Masse grasse : Tissu adipeux.

★ À maîtriser

• L’apport énergétique alimentaire est évalué par une enquête alimentaire qui recueille les quantités consommées, puis par le calcul à l’aide des tables de composition des aliments.

• Chez un adulte bien portant, la masse grasse représente 15 à 30 % du poids corporel, soit 25 à 30 % chez la femme et 15 à 20 % chez l’homme, tandis que la masse maigre représente 70 à 85 %.

📐 Formule - L’indice de masse corporelle est calculé par $IMC\,(\mathrm{kg/m^2})=\frac{m\,(\mathrm{kg})}{h\,(\mathrm{m})^2}$.

Compléments

• L’IMC moyen indiqué est de 22 kg/m².

• L’IMC ne s’applique pas aux personnes suivantes : (HAS, 2004) :

  • À qui il manque un membre
  • En croissance
  • Naines
  • Sportives ou sportifs de haut niveau avec une masse musculaire élevée

📖 6. Dépense journalière et besoins énergétiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Métabolisme de base : Dépense énergétique minimale permettant le maintien des fonctions vitales de l’organisme.
• Thermorégulation : Maintien de la température corporelle par thermolyse, qui évacue la chaleur notamment par sudation et excrétion urinaire, et par thermogenèse, qui aide à lutter contre le froid.

★ À maîtriser

📐 Formule - Pour un adulte bien portant, $BEJ=MB\times NAP$ ; pour un enfant, $BEJ=MB\times NAP+E_c$ ; pour une femme enceinte, le supplément est de 290 kJ au premier trimestre, 1,1 MJ au deuxième trimestre et 2,1 MJ au troisième trimestre, ce dernier supplément s’appliquant aussi à une femme allaitante.

Compléments

• Le métabolisme de base varie selon :
  • L’âge
  • Le sexe
  • Le poids et la taille
  • Certains facteurs génétiques
  • L’état physiologique
  • Certaines habitudes alimentaires
  • Le tabagisme
  • L’activité physique
  • Le cycle nycthéméral

📐 Formule - Pour un adulte, la formule de Black pour une femme est $MB=\frac{0{,}963\times p^{0{,}48}\times t^{0{,}5}\times a^{-0{,}13}\times1000}{4{,}186}$ et celle pour un homme est $MB=\frac{1{,}083\times p^{0{,}48}\times t^{0{,}5}\times a^{-0{,}13}\times1000}{4{,}186}$, avec p en kg, t en m, a en années et MB en kcal par jour.

• Le métabolisme de base représente 60 % de la dépense énergétique totale.

• Les activités qui font varier les besoins énergétiques comprennent :

  • Les activités professionnelles
  • Les activités de loisirs
  • Les activités ménagères
  • Les activités sportives