BIOÉNERGÉTIQUE : DÉPENSES ÉNERGÉTIQUES
Elles
sont relatives au travail musculaire, à la thermorégulation, à la prise
des aliments, à l’élaboration de nouvelles substances chimiques, et
aux dépenses de fond (= dépenses de l’organisme au repos).
1 .Travail musculaire :
Le
moteur musculaire est capable de fournir beaucoup d’énergie, mais en
même temps beaucoup de chaleur. Il a un rendement faible (25 % dans
le meilleur des cas).
On
mesure l’énergie dépensée par respiration. Mais on ne veut que la
consommation du muscle qui travaille. On fait donc la différence
entre le sujet qui « travaille » et le sujet au repos.
V (O2) au repos = 0.250 L/min.
Sur une bicyclette ergométrique, sa consommation peut être multipliée de 1 à 10, et passer à 2.5 L.
V(O2) max = 2.5 L : c’est la consommation maximale d’oxygène.
0.250 L/min ——> 2.5 L/min
80 W ——-> 800 W
Sur 24 heures, lors de grand effort intense, le maximum est de x3 à x4.
2 .Thermorégulation :
Il
y a un flux thermique interne, qui est la convection avec le sang. Il
existe des températures pour lesquelles l’organisme n’a pas à
lutter : c’est la neutralité thermique.
Pour un sujet habillé, c’est autour de 20 à 22 °C, pour un sujet nu c’est 26°C, et dans l’eau, c’est 35°C.
Dans
certains cas, le sujet doit lutter contre le froid. Il diminue sa
thermolyse, en diminuant la circulation au niveau de la peau
(intervention aussi du comportement).
Parallèlement, il augmente la thermogénèse, par exemple en augmentant
l’activité musculaire (le « tonus » augmente). De plus, il y a des
réactions réflexes de l’organisme : frissons… Les DE augmentent.
Pour
lutter contre le chaud, le sujet augmente la thermolyse en augmentant
la circulation sanguine. Il y a aussi sudation : c’est un procédé très
efficaces mais limité (si l’air est saturé en humidité !). La
thermogénèse ne peut pas diminuer. Elle va même augmenter pour
satisfaire les mécanismes d’augmentation de la thermolyse.
3 .Incorporation des aliments:
Après le repas, les DE augmentent (le max étant 2 à 3h après). Ca dépend de la quantité et de la qualité des aliments.
Le
TD ne consomme pas beaucoup. Ce n’est pas non plus l’élimination des
déchets azotés (DE forte quand c’est des protides) qui consomme
beaucoup d’énergie.
Il
s’agit du travail d’incorporation des aliments dans l’organisme. Il y a
une augmentation importante pour les protides (30 % de la valeur
ajoutée), car ils servent à transformer les aa en éléments utiles
pour l’organisme.
Pour les lipides, c’est une augmentation de 10 % de la chaleur, contre seulement 5 % pour les glucides.
C’est
une action dynamique spécifique = « thermogénèse post-prandiale ».
C’est la réaction de transformation des molécules absorbées.
4 .Elaboration de substances chimiques :
Ex : fabrication de lait.
-Calcul
des augmentations des réserves protidiques et lipidiques, lors de la
croissance par exemple : on peut estimer la quantité d’énergie dans 1 g
de matière vivante :
Il y a 8 kJ / g de matière vivante.
Il
faut l’énergie des petites molécules dont on va se servir pour la
fabriquer, plus l’énergie nécessaire aux enchaînements (ex : liaison
peptidique).
Mais le rendement n’est que de 50 %. Il faut donc 12 kJ pour « fabriquer » 8 kJ.
5 .Dépenses de fond :
Sont aussi dites dépense de base.
Ça correspond aux dépenses énergétiques d’un organisme au repos « total ».
Lorsqu’on
mesure le métabolisme de base, il faut suivre certaines conditions
de mesure : on diminue au maximum les dépenses variables : il faut
que
-le sujet soit à jeun depuis la veille au soir (pour le lendemain matin)
-à neutralité thermique
-le
sujet soit au repos physique et psychique (allongé depuis 30 min), car
avant il faut combler les « « dettes » en oxygène. De plus, ça
permet au tonus musculaire de diminuer. Le repos psychique fait que le
sujet est très décontracté.
On fait les mesures par thermochimie respiratoire : c’est facile.
Consommation d’O2 ——> Dépenses énergétiques (DE)
L/min x éq. thermique standard
0.2 x 20 (kJ/L)
Ex : sujet de 60 kg : 0.200 x 20 = 4 kJ / min » 1 kCal / min
= 240 kJ / heure
» 6000 kJ / 24h »1500 kCal / 24h
240 (kJ/h) / 60 (kg) » 4 kJ / kg / h.
En fait, ce n’est pas la masse corporelle qui intervient, mais la surface corporelle, qui reflète les déperditions.
Le
métabolisme augmente parallèlement à la surface corporelle. Chez
l’enfant, la surface corporelle est supérieure au poids, d’où des DE
importantes.
Il existe les tables de Dubois, qui donnent la surface corporelle en fonction de la taille.
[240 kJ/h] / [1.6 (m²)] » 150 kJ/m²/h. C’est la dépense énergétique de base.
Les valeurs normales dépendent du sexe :
Homme : DE » 170 kJ/m²/h Femme : DE » 150 kJ/m²/h (10 % en moins)
Les normes dépendent de l’âge et du sexe.
Il
existe des tables qui, en fonction de l’âge, donnent la valeur du
métabolisme, que l’on exprime souvent en pourcentage : [(%age
mesuré) / ( %age théorique)] x 100.
Le normal = 100 % , entre –5 %, et +15 %.
Qu’est ce qui peut le faire varier ?
-les habitudes alimentaires
-le climat
-un dysfonctionnement des glandes thyroïdes, car elles fabriquent des hormones qui augmentent le métabolisme.
-fièvre (augmente le métabolisme).
kCal
|
kJ
| |
Dépense de fond
|
1500
|
6000
|
Dépenses alimentaires
|
150
|
600
|
Dépenses thermiques
|
250
|
1000
|
Travail musculaire
|
600
|
2400
|
Totaux
|
2500
|
10000
|
Energie apportée par les aliments :
gramme
|
kCal
|
kJ
|
Proportions
|
Proportions (%age)
| |
Protides
|
75
|
300
|
1254
|
0,12
|
12 à 15 %
|
Lipides
|
85
|
750
|
3135
|
0,3
|
25 à 30 %
|
Glucides
|
350
|
1450
|
6061
|
0,58
|
58 à 60%
|
Total
|
2500
|
10450
|
Pour calculer une ration, il faut partir de cette quantité souhaitable : c’est l’énergie à apporter.
Les protides sont les seuls à apporter de l’azote.
Les lipides apportent des vitamines liposolubles.
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