UE3 – Biochimie Clinique, nutrition, métabolismeGonthier

Date : 04/09/13 Plage horaire : 8h30 à 10h30Promo : DCEM1 Enseignant : Dr. M-P. Gonthier

Ronéistes :GOULAMHOUSSEN AmmarLEBON Océane

De la bio é nerg é tique à la ration alimentaire (partie 1)

Introduction Définitions : besoin/dépense énergétique - rôle d’une alimenta-tion équilibrée

1. LA DEPENSE ENERGETIQUE1.A. Types de d é pense é nerg é tique 1.A.1. Métabolisme de base 1.A.2. Thermogenèse 1.A.3. Exercice musculaire

1.B. Contribution des diff é rents organes et tissus à la d é pense é nerg é - tique globale 1.B.1 Les organes consommateurs 1.B.2. Les organes de maintien 1.B3. Les organes excréteurs 1.C. M é thodes de mesure du m é tabolisme é nerg é tique et de la d é pense é nerg é tique 1.C.1. Calorimétrie indirecte 1.C.2. Calorimétrie directe

En surligné ce qui était en rouge sur les diapo.En italique ce qui a été dit à l’oral par la prof.

INTRODUCTION

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Les besoins en é nergie correspondent à la quantité d’énergie nécessaire pour maintenir les fonc-tions physiologiques et un état de santé normaux, et faire face à certaines périodes de la vie telles que la croissance, la gestation, la lactation, un exercice musculaire mais également face à des agressions nécessitant une inflammation.

Notre besoin énergétique dépend de notre d é pense é nerg é tique , bilan de 3 composantes : méta-bolisme de base + thermogenèse + exercice musculaire.

Il va falloir trouver cette énergie dans les aliments.

► R ô le d ’ une alimentation é quilibr é e

C’est l’apport alimentaire de substrats énergétiques (macronutriments : protéines, glucides et li-pides) en quantité adaptée qui permet de couvrir notre dépense énergétique. Mais l’apport de mi-cronutriments (non é nerg é tiques ) est aussi essentiel puisque ce sont ces nutriments à rôle structural et/ou catalytique qui contribuent à la bonne utilisation des substrats énergétiques.

Si l’on prépare le Grand Raid pour le mois d’octobre, on n’a pas tout à fait les mêmes besoins éner-gétiques que celui qui prend le bus gentiment (parce qu’on peut le prendre méchamment apparem-ment) pour aller faire un ti tour, bat’ carré.

Il faut donc adapter l’alimentation selon la dépense énergétique. Sinon, l’individu va devoir puiser dans ses réserves et perdre du poids. Dans le cas inverse : si l’on mange plus que ce dont on a be-soin, le tissu adipeux constituera des réserves et on prendra du poids. Le tissu adipeux est un enne-mi qui nous veut du bien : il nous fait des réserves en cas de guerre.

Le problème de l’obésité en médecine est surtout qu’elle s’accompagne d’une obésité métabolique avec des complications en terme d’insulino-résistance et de complications vasculaires.

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1. LA DEPENSE ENERGETIQUE1.A. Types de d é pense é nerg é tique

Le but du métabolisme est d’avoir de l’ATP, source d’énergie par excellence.

Ce qui est surligné est important à retenir

Mais il faudra absolument rester dans un ratio équilibré, qu’on va définir un apport en nutriments

La dépense énergétique totale (DET) d’un individu est divisée en 3 composantes : métabolisme de base + thermogenèse + exercice musculaire.

1.A.1. M é tabolisme de base

Comme son nom l’indique, ce processus métabolique correspond à l’énergie dont nos organes et tissus ont besoin pour assurer le minimum vital : lorsqu’on se lève, il faut poser le pied par terre pour aller dans la salle de bain; il nous faut donc une petite réserve d’énergie faire ça, mais aussi, tout simplement pour que le cerveau se réveille.

Le métabolisme de base représente en moyenne 65% de la dépense énergétique totale/j (de 45% pour un sujet très actif, à 70% chez le sédentaire).

- Il représente 40 kcal/m2/h (1300-1600 kcal/j chez adulte)

(avec surface corporelle S = 71,84 x 10-4

x P0,425

x T0,725

où S en m2, Poids en kg, Taille en cm)

C’est difficile en médecine de trouver une normalité. On dira que la normalité = un homme de 70 kg, un chippendale quoi (et là, c’est parti…).

- Il est corrélé essentiellement à la masse maigre (travail musculaire) : masse biologiquement ac-tive (diminue donc lors de la dénutrition, avec l’âge, et est plus élevé chez l’homme que chez la femme de 8-10%; lié à muscles squelettiques).

- Il augmente lors d’une hyperthermie (10% de plus par degré supplémentaire) et quand il y agres-sion, activité physique, tabac, grossesse, hyperthyroïdie.

- Il se mesure le matin, au repos, 12-14h après repas de la veille pour éviter l’hyperthermie liée à la digestion par exemple, à T° « confortable ».

1.A.2. Thermogen è se

- Elle correspond à environ 10% de la dépense énergétique totale/jour et consiste à maintenir notre température à 37°C. Cela nécessite donc de l’énergie, mais beaucoup moins que le métabolisme de base.

- Elle est principalement induite par l’alimentation en période post-prandiale (période de 8h après l’ingestion d’un aliment), pour l’absorption et l’assimilation des nutriments + leur mise en réserve.

Il faut que l’intestin mobilise ses entérocytes pour pouvoir assurer la digestion et l’absorption de ces nutriments et ceci coûte de l’énergie. Il va y avoir un premier poste de dépense énergétique associé

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à la thermogenèse, induite par le phénomène de digestion pendant la période post-prandiale et à leur mise en réserve.

- Elle diffère selon le type de substrat alimentaire : 5-10% de l’énergie ingérée pour les glucides; 0-2% pour les lipides et 20-30% pour les protéines.

- Inclut également la thermorégulation : coût du maintien de l’homéothermie (37°C).

- La thermogenèse peut être stimulée par l’effet de substances thermogéniques dont 2 majeures : la caféine et la nicotine. Consommation de café et fumer stimulent la thermogenèse via l’adrénaline et les récepteurs β-adrénergiques (effet sur système nerveux sympathique + médullo-surrénale).

C’est pour cela que certaines personnes, après avoir arrêté de fumer, prennent du poids. La nicotine faisait dépenser de l’énergie qui sera accumulée pendant la phase d’adaptation et la personne pourra prendre 5 à 6 kg.

Ce cocktail induira une augmentation supplémentaire de la thermogenèse; il faudra veiller à ce que le sujet pour qui on voudra mesurer le métabolisme de base arrive vraiment à jeun.

1.A.3. Exercice musculaire

C’est la composante la plus variable de la dépense énergétique totale, car dépend du poids corpo-rel, du type d’exercice, de la répétition et de la durée de cet exercice.

Elle représente 20-25% de la dépense énergétique totale en situation « sédentaire » selon mode de vie, activité professionnelle mais peut représenter 60-70% de la DET chez travailleur de force ou un sportif effectuant une épreuve de longue durée.

Par sédentaire, elle entend un élève qui se lève le matin, qui va en cours, etc… Sinon, celui qui tra-vaille sur le chantier, lui n’est pas sédentaire.

La dépense énergétique due au travail musculaire est aussi appelée le rendement aérobique net (ρ net).

avec : ρ net (%) = travail fourni / dépense énergétique due à l’exercice musculaire (=dépense éner-gétique totale – dépense de repos).

Exemple : avec valeur de ρ net = 25%, pour faire un travail qui coûte 100 kcals, il est nécessaire de dépenser 400 kcals en plus du métabolisme de repos.

Question : Pourquoi chez un élève sédentaire le métabolisme de base est plus élevé ? La per-sonne sédentaire va moins détourner son débit cardiaque et son énergie pour les muscles et son met bolisme de base sera défavorisé.

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Tableau important

* Pour la thermogénèse, les principaux facteurs intrinsèques qui vont moduler la TG sont :

- L’état nutritionnel de la personne,

- L’activité du système nerveux sympathique,

- La proportion de tissu adipeux brun restant (T. brun responsable de la régulation de la TG), pré-sent chez l’enfant et les personnes âgées. Mais selon de nouvelles recherches, le T. blanc contien-drait des cellules souches permettant la formation de T. brun.

* Pour les facteurs extrinsèques :

- La prise alimentaire, car la thermogenèse commence avec l’absorption et l’assimilation des nutri-ments.

- Stress, exposition au froid, etc.

* Concernant les facteurs qui peuvent moduler ou expliquer la variabilité des besoins énergétiques selon l’activité physique, c’est l’inverse du métabolisme de base. :

- Masse musculaire

- Rendement des muscles

- Capacité d’oxygénation, VO2max et bien sur la durée et l’intensité de l’exercice musculaire.

La dépense énergétique n’est pas la même pour tous les individus : il y aura toujours des facteurs intrinsèques et des facteurs extrinsèques. Il y a tout de même une valeur de base, puisque le méta-bolisme de base pour un homme sédentaire est d’environ 1300 à 1500 calories/j.

Cependant, il peut y avoir de petites variations selon la thermogénèse, ou ce que l’individu a consommé (boissons, cigarettes..) et surtout son mode de vie et l’exercice musculaire appliqué.

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1.B. Contribution des diff é rents organes et tissus à la d é pense é nerg é - tique globale

La consommation d’oxygène des différents organes peut être estimée en mesurant la différence artério-veineuse des concentrations d’oxygène et le débit sanguin de l’organe.

Il est int é ressant de relever que la majeure partie du m é tabolisme basal (environ 60 %) est due à la d é pense é nerg é tique d ’ organes tels le foie, le cerveau, le c œ ur et les reins, organes dont le poids global n ’ est que de 5 à 6 % du poids corporel .

Ces tissus ont une dépense énergétique 15 à 40 fois plus élevée qu’un poids équivalent de muscle au repos.

Ici on a 3 exemples selon le sexe et l'âge.

On observe que plus la personne est jeune, plus son métabolisme de base est sollicité. Les enfants prématurés vont devoir gagner en tissu très vite : d’où le besoin en énergie nécessaire au dévelop-pement des cellules.

De manière générale, chez les adultes, on voit que les principaux postes de dépense énergétique sont le foie, le cerveau, et les muscles.

Chez l’enfant de 6 mois, le principal poste de dépense énergétique est le cerveau puisque l’activité cérébrale est effectivement très demandeuse en énergie chez les enfants : les nouvelles connexions synaptiques sont en train de se mettre en place.

Chez l’homme, les besoins énergétiques sont plus élevés que ceux de la femme, ceci est dû à une masse musculaire plus élevée chez l’homme, donc les muscles requièrent plus d’énergie.

Les organes du m é tabolisme é nerg é tique

1.B.1.Les organes consommateurs

Le cerveau

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Les corps cétoniques interviennent en période de jeûne, lorsqu’il n’y a plus de glucose, à partir des AG extraits des TG du tissu adipeux. Le cerveau est considéré comme l’un des organes consomma-teurs les plus importants. 20-25% chez adulte et 44% chez l’enfant.

Les enfants doivent avoir des ressources énergétiques rapidement mobilisables pour que le cer-veau puisse assurer sa fonction.

NB : l’insuline n’a pas d’effet sur le métabolisme du cerveau en terme de mécanistique métabo-lique (= cascade enzymatique) : elle va entrainer une captation de glucose au niveau périphérique mais pas au niveau du cerveau puisqu’il a un transporteur de glucose de type GLUT 2. On peut dire que l’insuline n’a qu’une conséquence macroscopique, phénotypique au niveau du cerveau.

Le muscle squelettique : second organe consommateur

• Il utilise 20 à 80% de la production énergétique de l’organisme, en fonction de l’activité physique.

• Les protéines sont les principales réserves énergétiques du muscle.

• Le muscle est également capable de stocker son propre glycogène et de l’utiliser pour son propre usage : il ne produit pas de glucose.(Différence avec le foie : lui est capable de dégrader du glycogène pour libérer le glucose pour d’autres organes comme le cerveau ou d’autres, alors que le muscle a sa principale forme d’énergie sous forme d’acides aminés et est aussi capable de faire de la glycogénèse –stockage de glucose sous forme de glycogène, qu’il est capable de dégrader via la glycogé-nolyse pour lui-même.)

• Source d’énergie des muscles squelettiques en dehors du glycogène :

o Le glucose plasmatique (en situations post-absorptive et post-prandiale – donc d’hy-perglycémie - stimulée par l’insuline).

o Les acides gras libres qui circulent en situation post-prandiale, comme au cours du jeûne et de l’exercice musculaire. Lorsque l’on commence une activité musculaire, on oxyde d’abord des glucides, puis des lipides. Il faut donc absolument que les AG puissent arriver aux muscles et soient brûlés lors de la béta-oxydation.

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Ce n’est pas ici une liste exhaustive de tous les organes consommateurs, évidemment, puisque tous les organes sont consommateurs d’énergie mais nous avons mis en avant les deux postes « clé » : le cerveau et les muscles squelettiques.

1.B.2. Les organes de maintien

Les deux organes de maintien principaux sont le foie et le tissu adipeux (blanc essentiellement). Ils vont permettre un apport permanent de substrat aux différents organes, qui eux ne peuvent pas sto-cker d’énergie. Ce système passera par les phénomènes d’interconversion de substrat énergé-tique (par exemple : les AG sont convertis en corps cétoniques qui remontent au cerveau qui vont eux-mêmes être reconvertis en AG pour générer de l’ATP).

Ce qui implique que si mon tissu adipeux stocke du gras sous forme de triglycérides (1 triglycéride = un ester d’un glycérol et de 3AG), l’organisme va être capable de les convertir en glucose puis en ATP. Du coup, les organes de réserve et de maintien vont stocker des molécules qui ne seront pas celles utilisées in fine par les organes consommateurs. C’est ce qu’on appelle l’interconversion de substrat métabolique : l’organisme se débrouille pour faire en sorte que l’organe consommateur soit servi et il est capable de faire ça très rapidement. C’est par ailleurs un processus très finement ré-gulé.

Le premier poste de maintien est le foie, organe clé de l’organisme. Il pèse environ 1,5 kg (organe des plus volumineux, est la principale réserve énergétique et est le premier à être sollicité en cas de carence énergétique . Il est la principale réserve de glucose de l’organisme sous forme de glyco-gène (= polymère de glucoses, équivaut à l’amidon chez le végétal). Il permet aussi de stocker une petite quantité de triglycérides : sinon on aurait du foie gras soit une stéatose hépatique, boulever-sant tout le métabolisme général. Il va aussi avoir un rôle de jauge, en cas d’excès il va stocker, et en besoin énergétique il va libérer. Ce sont les phénomènes de néoglucogenèse et de glycogéno-lyse.

Arrivée d’une grande qté de glucose veine porte (débouchant directement) foie (utilisation par les hépatocytes + stockage via la glycogène et capacité de relibération du glucose via glycogé-nolyse pour les organes consommateurs tel que le cerveau).

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NB : lorsqu’on consomme du gras, les lipides arrivent dans le bol alimentaire (90% de tryglycé-rides, 5% de cholestérol et 5% de molécules lipidiques) mais ne pourront pas être solubles dans le sang et ne seront donc pas de suite pris en charge par la veine porte.

Les triglycérides vont être dégradés par des lipases, formant des AG libres qui arrivent jusqu’aux entérocytes et sont récupérés par des capillaires lymphatiques (non sanguins car ils sont liposo-lubles). Ils sont alors pris en charge par des lipoprotéines au niveau des entérocytes, avec formation de chylomicrons : ça s’enrichit en AG, ces chylomicrons accompagnent les AG au niveau du tissu adipeux. Parallèlement, le déstockage des AG au niveau de ce tissu adipeux va faire que les chylo-microns vont devenir des vésicules résiduelles ou rémanentes. C’est à ce moment que le foie va stocker le reste de gras.

Donc le flux de lipides qui arrive de l’alimentation, du fait que la voie métabolique, prévoit que ce qui arrive de l’intestin est d’abord pris en charge au niveau des chylomicrons (vésicules spécifiques de lipoprotéines), qui seront véhiculés dans la lymphe et arriveront via le canal thoracique (au ni-veau de l’épaule) dans la VCI, à droite, puis repartiront dans la circulation générale et iront au ni-veau du TA. Le TA stocke les AG et le reste de la vésicule de lipoprotéines va au niveau du foie.

Ce sont des cascades enzymatiques. En cas de réel excès, les mécanismes sont saturés, le foie est alors irrécupérable. Il restera de ces cholymicrons du cholestérol et des phospholipides (particules résiduelles), renvoyés par exemple au niveau du foie qui utilisera ce dont il a besoin et va ensuite utiliser le cholestérol sous forme de LDL pour aller vers les tissus, d’où la notion de mauvais cho-lestérol, qui sort du foie pour se stocker dans les tissus. Quand le foie a besoin de remobiliser le cholestérol, il sera libéré des HDL.

Le passage des AG dans les TA dépend d’une lipoprotéine lipase qui respecte la loi de Mickaélis Menten. Donc s’il y a trop de substrats : dérégulation et c’est le foie qui récupère le maximum, c’est là que ça devient « catastrophique ».

Les protéines vont être dégradées en acide aminés au niveau de l’estomac : ce sont donc bien des acides aminés libres qui passeront de la lumière de l’intestin aux entérocytes; ils peuvent alors tra-verser en transcellulaire ou en para-cellulaire. Dans le cas des glucides, soit des glucides simples

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soit des lipides complexes qui seront très bien métabolisés par les amylases. On a alors des formes de polymères qui vont être transformés en monomères.

Le foie est capable de stocker, de fournir en cas de besoin et va répondre à ses propres besoins. Les sources d’énergie pour le foie : - Glucose,- Acides aminés pendant la période post-prandiale, - AG en d’autres circonstances. C’est pour cette raison que le foie se permet d’avoir une double ré-serve énergétique : le glycogène pour répondre très rapidement aux besoins des organes gluco-dé-pendants et une réserve de triglycérides pour assurer les périodes de jeûne.

Le deuxième organe capable de stocker et donc de subvenir à nos besoins en cas de carence énergé-tique est le tissu adipeux.

Ron é o 2014 :C’est un type de tissu diffus (non localisé à un endroit donné), mais il constitue à lui seul un or-gane de stockage des réserves énergétiques sous forme de triglycérides. Le tissu adipeux blanc va stocker dans les adipocytes matures et fonctionnels des triglycérides qui correspondent à des esters de glycérol et d’acide gras. Il est capable de stocker en situation d’excédent puis de libérer lorsque l’insuline est basse (ex : situation de jeûne chute de l’insuline mobilisation du gras). 

L’insuline est l’hormone clé qui va réguler le stockage des AG au niveau des tissus adipeux, puisque son but est de faire en sorte que la glycémie reste stable (= état de normo-glycémie). Pen-dant que l’insuline régule la captation de glucose, elle va aussi veiller à ce que les AG qui arrivent dans le bol alimentaire en même temps que les glucides soient eux aussi stockés très rapidement dans les TA. L’insuline pilote une enzyme clé : la lipoprotéine lipase qui permet le passage des AG dans le tissu adipeux.

Donc dès qu’il y a une chute d’insuline les AG ne sont plus stockés, ils sont disponibles. Aussi, si une personne est sous traitement d’insuline, il faut veiller à ce qu’elle ne mange pas trop gras parce qu’elle va grossir. C’est le problème majeur des traitements des diabétiques : dès qu’on mime l’action de l’insuline, on mime la captation accélérée des AG au niveau de adipocytes qui feront prendre du poids au sujet traité. Mais l’insuline est cependant tout de même l’hormone « qui nous veut du bien ».

Le tissu adipeux est donc la principale source d’énergie sous forme de triglycérides. Ces derniers sont hydrolysés lors de la lipolyse, puisque que l’insuline diminue, pour pouvoir libérer des AG.

1.B.3. Les organes excréteurs

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Les reins

Le néphron, aux niveaux cellulaire et moléculaire, va permettre d’excréter les résidus non volatils (qui circulent dans le sang suite à leur métabolisme des tissus périphériques et qui seront filtrés au niveau du glomérule rénal et libérés dans l’urine) tels que :

- l’azote, issu du métabolisme des protéines, libéré sous forme d’urée (dérivant du métabo-lisme d’acides aminés car l’organisme ne peut métaboliser ce groupement),

- les acides circulant sous forme de sels d’ammonium.Les reins peuvent également produire un peu de glucose par la néoglucogenèse, lors de situation de jeune prolongé, mais ce n’est pas l’organe majeur de maintien.

Rappel : comment se fait-il qu’on libère de l’urée dans nos urines ?

Je mange un steak contenant des protéines, notre foie (en cas de carence énergétique) va consom-mer les AG qui arrivent. Comment se passe la dégradation des AG et la libération depuis des acides aminés d’un déchet important, tel que l’azote sous forme d’urée dans les urines ?

Il y aura utilisation, via différentes voies, de la chaine carbonée de l’acide aminé vers le cycle de Krebs pour donner de l’ATP, du NADH,H+, FADH2. Mais le problème majeur dans la dégradation des acides aminés est que la fonction amine est embêtante : il faut tout de suite (dès le début de la dégradation de la chaine carbonée) neutraliser cette fonction NH2 car elle aura tendance à se convertir en NH3+, le déchet le plus dangereux pour nos cellules.

Cette molécule azotée sera véhiculée au niveau du foie pour être neutralisée par du CO2 (le gaz carbonique, un polluant, est tout même important pour l’organisme). Le foie va ainsi neutraliser cette molécule de NH3+ pour fabriquer de l’urée (2 NH3+ pour 1 CO2) : c’est ainsi que le rein va assurer son rôle important d’excréteur dans le métabolisme énergétique. Si l’on ne se débarrasse pas de NH3+, il va y avoir dégradation cellulaire in situ dans la cellule. L’urée va être métabolisée au niveau du foie, pour circuler dans le sang et être récupérée au niveau des néphrons pour être éliminée => rôle d’excrétion du rein ! NH3+ peut aussi être sous forme de sel d’ammoniaque ou de chlorure, et excrété par le rein.

NB : L’acide urique (venant des bases puriques) et l’urée (venant du métabolisme azoté issu des acides aminés) sont deux molécules très différentes.

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Les points cl é s  

DET = métabolisme de base + thermogénèse + effort musculaire.

Il y a différents types d’organes :

- Organes dits consommateurs = cerveau , muscle squelettique,- Organes dits de maintien = foie , tissu adipeux,- Organes dit excréteurs (le métabolisme génère des déchets ) : les reins et les poumons.

1.C. Méthodes de mesure du métabolisme énergétique et de la dépense énergétique

On dispose de deux méthodes : 

1.C.1. Calorimétrie indirecte

- C’est la méthode de mesure du métabolisme énergétique la plus utilisée, celle qui coûte le moins cher. Elle mesure en réalité la dépense énergétique due au métabolisme de base et comme celui-ci représente 65% de la DET on fait, à défaut, une estimation globale.

- En effet : pour la thermogénèse, la cagoule ventilée est en situation de température contrôlée, on estime donc que pour un instant t donné, la mesure la thermogénèse est identique à toutes celles des autres individus càd 8 à 10%. Il n’y a pas d’ exercice musculaire pendant la mesure, donc on estime la DET grâce au métabolisme de base.

Autre avantage : possibilité de mesurer le métabolisme de 10 patients en même temps, dans une même salle , par une même infirmière, si on possède plusieurs cagoules.

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- Ce terme signifie que la chaleur libérée au cours des processus métaboliques peut être calculée, de façon indirecte à partir des échanges gazeux, notamment la consommation d’oxygène et la production de gaz carbonique.

On mesure les flux de gaz circulants.

Pourquoi ? Parce que le métabolisme énergétique va essentiellement être basé sur des réactions d’oxydation du substrat énergétique. Si l’on est capable de savoir quelle est la consommation d’oxygène de l’individu (principalement utilisé pour brûler des substrats énergétiques), par défaut et indirectement on va pouvoir déterminer quelle était la dépense énergétique de l’individu : il aura brûlé tant pour répondre à une dépense de tant, donc par défaut, en mesurant le flux de l’O2 et du CO2, on est capable d’estimer ce que l’individu a brûlé, donc ce dont il avait besoin et qui corres-pond à sa dépense énergétique.

- Principe de la calorimétrie indirecte (la prof passe) La cellule dépense de l’énergie pour maintenir les gradients électrochimiques à travers la membrane plasmique pour la synthèse de nouvelles molécules et pour les cellules musculaires, pour effectuer un travail mécanique. La source énergétique immédiatement disponible est l’ATP (ou une autre mo-lécule contenant des liaisons phosphates) qui est hydrolysé. La libération d’énergie est couplée à la consommation d’oxygène (la phosphorylation oxydative) pour re-synthétiser l’ATP hydrolyse. Ain-si, il existe une relation entre l’utilisation d’ATP et la consommation d’oxygène.

On se base donc sur le fait que glucose, lipides essentiellement et protéines, par le cycle de Krebs seront oxydés grâce à l’oxygène et si l’on est capable de mesurer l’utilisation de l’O2 par un indivi-du : on sera capable d’estimer son métabolisme de base et sa DET, grâce à une formule.

Pour ce faire, on va demander à l’individu de porter une cagoule ventilée (adaptée selon sa taille et l’âge). L’examen se fait sur un individu à jeun après 12-14h, assis et aura rencontré le manipu-lateur pour ne pas être trop stressé. La cagoule est assez hermétique qui permet de mesurer les flux : la fraction entrante «  in » et la fraction sortante « out » d’oxygène et de CO2. Le manipula-teur qui fait cet examen, va envoyer un débit, une fraction connue et mesurée d’oxygène et de CO2,

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puis demande au patient de respirer pendant 1h (ou moins selon les machines) en gardant son calme.

On lui envoie donc une quantité connue d’O2 et de CO2. Au bout d’un certain temps, on va mesu-rer grâce à un débitmètre le flux sortant d’O2 et de CO2. On fait alors le delta de ce qui est sorti pour mesurer le métabolisme de base, puisqu’on estime que quasiment 100% de l’oxygène consom-mé a servi à brûler des substrats énergétiques; et si ces substrat ont été brûlés pour une quantité donnée, c’est lié à une dépense énergétique qu’on est alors tout de suite capable de mesurer. Ain-si, on peut avoir le métabolisme de base.

Retenir cette notion assez facile : cagoule entrée d’O2 et de CO2 débits contrôlés quan-tité, volume et débit connus mesure en sortie d’O2 et CO2 via débitmètre on fait le delta pour déterminer la consommation.

- Cette méthode repose sur l’équivalence entre l’énergie utilisée dans l’organisme et celle conver-tie à partir de l’oxydation des nutriments. Il est donc possible d’utiliser la consommation globale d’oxygène comme témoin de la dépense d’énergie. La cagoule ventilée nous permet d’estimer la consommation globale de l’individu comme étant un reflet/un témoin de l’oxydation des nutri-ments et donc de sa dépense énergétique.

- Calcul : M = VO2 x EO2Avec :

* M : production métabolique de chaleur, kcal/min = consommation d’O2 globale* VO2 : consommation d’O2, L O2/min = volume d’oxygène consommé

VO2 = (Vin x Fin O2) – (Vex x FexO2)

** Vin est le débit entrant (L/min)** Vex est le débit sortant (L/min)** Fin O2 est la fraction d’O2 dans l’air entrant** Fex O2 est la fraction d’O2 dans l’air sortant

/!\ Se méfier des unités, elle  peut les changer dans les exercices, par exemple les mettre en se-condes.

⇨ Le VO2 est un volume d’O2 consommé par minute donc un débit .

* EO2 : l’équivalent calorique du litre d’oxygène, kcal/L O2EO2 correspond à la chaleur produite quand 1L d’O2 est consommé pour oxyder le substrat.Exemple : EO2 glucose (1g) = 5,013 kcal/L O2

⇨ Il dépend des substrats énergétiques. La veille de l’examen, le patient passe chez le nutri-tionniste en étant à jeun : on lui demande de consommer une ration alimentaire équilibrée (50% de glucides, 20-25% de lipides, protéines…). On va appliquer ce débit entrant d’O2 et de CO2 et être capable de déterminer cet équivalent calorique du litre d’O2 qui dépend du substrat énergétique qu’il aura consommé. S’il a consommé du glucose il aura un EO2 par-ticulier, de même pour les lipides etc.

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Le EO2 est figé : on sait qu’1g de glucides consommé (glucose ou amidon) correspond à l’équi-valent de 4 kCal/L d’O2 consommé.

Glucide : 1g 4 kCalProtéine : 1g 4kCalLipide  : 1g 9 kCal (plus de deux fois plus) **Ethanol : 1g 7kcal*

En pratique : on ne calcule rien puisque l’on a des référentiels, tables de données prédéfinies. On ne mesure que le VO2, et en sachant ce que l’individu a consommé, le diététicien fait un bilan nu-tritionnel pour savoir qu’il a consommé x qté de glucides, y qté de lipides et z qté de protéines. On va appliquer les EO2 pour x  , y et z.

* Pour les personnes en surpoids, il ne faudra pas hésiter à demander s’il y a consommation d’al-cool pour ne pas fausser les calculs, l’alcool étant très énergétique. L’éthanol fait grossir.

** Quand on consomme plus de gras, on stocke aussi plus d’énergie, car si ces 9 kCal ne sont pas dépensées dans la foulée par un exercice physique, ils seront stockées sous forme de triglycérides. C’est pour cette raison que le bol alimentaire d’un individu doit être contrôlé : s’il consomme bcp de lipides, on comprend pourquoi, très vite, il va aussi stocker du gras (ce gras est extrêmement énergétique, très utile en situation de grande carence).

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