Comme les autres êtres vivants, l'homme manifeste des besoins nutritionnels de deux ordres : structuraux pour la constitution de ses cellules, énergétiques pour l'exercice de ses activités végétatives et relationnelles. Hétérotrophe, il trouve dans les aliments que fournit son environnement les composés organiques hydrocarbonés et azotés (végétaux et animaux) dont il a besoin ; mais des composés minéraux tels que l'eau et l'oxygène lui sont tout autant indispensables.
Assurer sa nutrition est un souci prioritaire de l'homme et l'histoire des civilisations est inséparable de l'évolution des ressources et des politiques alimentaires. À l'aléatoire de la cueillette et de la chasse pratiquées par le nomade s'est lentement substituée la sécurité de l'agriculture et de l'élevage pratiqués par le sédentaire. Sécurité trompeuse dès l'instant où elle risque d'être débordée par l'expansion démographique, comme le soulignait déjà Malthus.
Bien que la consommation alimentaire découle usuellement des contraintes socio-économiques, ce sont les manifestations pathologiques des malnutritions qui ont fait apparaître la nécessité de préciser les principes et la pratique d'une nutrition humaine rationnelle, quantitativement et qualitativement satisfaisante, le spontané et le rationnel n'étant pas incompatibles comme on le montrera plus loin, ce qui devrait être un facteur décisif d'amélioration de la nutrition humaine.
Besoins en Macronutriments
Selon leur nature, les nutriments organiques dérivés des aliments ingérés sont soit incorporés dans les structures cellulaires, soit engagés dans le métabolisme énergétique ; cependant tous seront finalement oxydés, car les constituants cellulaires sont soumis à un renouvellement plus ou moins rapide, l'apport nutritionnel doit assurer l'entretien (ou maintien) structural. Au besoin d'entretien de l'organisme à tout âge s'ajoute en phase de développement, le besoin de croissance, de même nature qualitative.
Besoins Quantitatifs Énergétiques
Pratiquement toute l'énergie dépensée pour le maintien structural se transforme en chaleur, directement dissipée ou utilisée pour l'évaporation de l'eau excrétée (poumons, surface cutanée). En ce qui concerne la dépense physique d'énergie (travail musculaire), elle varie considérablement selon l'activité du sujet. Étant donné le faible rendement de la machinerie biologique (de l'ordre de 15 p. 100) tout travail physique s'accompagne d'une perte obligatoire d'énergie sous forme de chaleur, de cinq à sept fois supérieure au travail effectif.
Généralement, on distingue dans la dépense énergétique de l'homme deux composantes : la dépense métabolique d'entretien ou de repos, dépense dite basale correspondant à la vie végétative, et la dépense supplémentaire qui permet l'activité physique. En fait, l'activité intellectuelle consomme peu d'énergie, comparativement à l'activité nerveuse permanente, qui consomme environ 20 p. 100 de l'énergie totale.
Pratiquement, à la dépense énergétique basale, de l'ordre de 1 600 kilocalories (kcal) par jour, soit 6 700 kilojoules pour l'adulte, on ajoute 800 kcal, ce qui donne un total de 2 400 kcal par jour et par homme, environ 10 000 kilojoules (kj). Cette valeur moyenne 2 400 est à moduler entre 2 000 et 3 000 kcal selon différents facteurs d'ordre physiologique (sexe, stade de développement, caractères morphologiques) ou autres (température environnante).
Quant à la dépense énergétique associée à l'exercice physique, travail ou sport, elle est très variable dans le temps et d'un individu à l'autre.
Chez l'enfant en croissance s'ajoute le coût énergétique de la synthèse de la nouvelle matière vivante, estimé à 5 kcal par gramme de matière produite. Dans le cas de la femme enceinte ou allaitante intervient le coût énergétique de production du lait, estimé à 1 200 kcal par litre. À la suite d'agressions telles qu'une infection ou une intervention chirurgicale, la restauration des pertes corporelles exige au moins autant d'énergie que la valeur énergétique des matériaux cellulaires reconstitués.
Dans la couverture des besoins énergétiques, l'apport par les différentes classes d'aliments est théoriquement indifférent, sur la base de leurs équivalents énergétiques : glucides 4 kcal par gramme, lipides 8, protéines 4. En fait, les besoins structuraux, ainsi que les contingences métaboliques cellulaires, imposent une répartition équilibrée puisque ces aliments ne sont interchangeables que pour leur potentiel énergétique et non pour leur utilité qualitative. À cet égard, les nutritionnistes se sont attachés à définir les proportions optimales des trois grandes classes de nutriments.
La proportion équilibrée recommandée, qui doit être considérée comme un ordre de grandeur plutôt qu'une règle impérative, est la suivante : glucides 60 p. 100 de l'apport énergétique (soit 350 g pour un apport total de 2 400 kcal), lipides 27 p. 100 (soit 80 g), protéines 13 p. 100 (soit 80 g).
Besoins Protéiques Qualitatifs
L'intérêt qualitatif des aliments consommés ne peut être négligé du fait de ses répercussions physiopathologiques. Les besoins protéiques qualitatifs sont des besoins en acides aminés qui permettront la synthèse des protéines structurales, des protéines enzymes et des protéines de transport. Étant donné que, parmi les vingt acides aminés en jeu, l'homme est incapable de synthétiser, de façon absolue, ou à une vitesse suffisante pour ses besoins, dix acides aminés particuliers (11 dans le cas de l'enfant), ces acides aminés indispensables spécifiques de l'homme doivent être apportés par les protéines des aliments.
Ils doivent être apportés, non seulement en quantités convenables, mais encore en proportions définies dans le cadre d'un équilibre des acides aminés disponibles pour une utilisation cellulaire optimale. L'approche expérimentale des besoins protéiques a révélé que, même sans apport alimentaire protéique chez un sujet à jeun, par exemple, l'élimination d'azote aminé dérivé du catabolisme des acides aminés est constante ; près de 3 g par jour sous forme d' urée éliminée par l'urine, et près de 1 g par jour sous forme de pertes fécales (cellules intestinales renouvelées) ; sans compter des pertes mineures (productions cutanées, pertes sexuelles). Ceci montre la nécessité vitale d'une alimentation azotée.
La qualité nutritionnelle des protéines alimentaires est quantifiée par trois critères de nature chimique :
- Indice chimique de Block et Mitchell (rapport du pourcentage d'acide aminé limitant primaire dans la protéine au pourcentage de cet acide aminé dans la protéine d'œuf référence) ;
- Utilisation biologique (rapport azote retenu/azote ingéré) ;
- Valeur biologique (azote retenu/azote absorbé par l'intestin).
Alors que les aliments végétaux (soja excepté) sont de qualité médiocre les aliments animaux, grâce aux synthèses bactériennes d'acides aminés dans le rumen des herbivores, sont de bonne qualité. Néanmoins, l'association de protéines végétales complémentaires (céréales déficientes en lysine plus légumineuses déficientes en méthionine) est justifiée.
Besoins Lipidiques
Deux acides gras polyinsaturés sont indispensables à l'homme : l'acide linoléique 18C2Δω6, comportant deux doubles liaisons ω6, et l'acide linolénique 18C3Δω3, comportant trois doubles liaisons ω3. Ces deux acides insaturés d'origine végétale (huiles) sont convertis par la nutrition humaine en acides polyinsaturés supérieurs (constituants structuraux des phospholipides des membranes cellulaires). L'acide 20C4Δω6 arachidonique, dérivé de l'acide linoléique, est précurseur de composés à fonction hormonale (prostaglandines, leucotriènes, thromboxanes).
Le besoin en acide linoléique diminue avec l'âge : de l'ordre de 5 p. 100 du total énergétique pour l'enfant ; il est de l'ordre de 1 p. 100 du total énergétique pour l'adulte, soit un apport quotidien de 3 g ; le temps de renouvellement (vie moyenne) des acides polyinsaturés est en effet très long. L'acide linolénique est spécifiquement indispensable aux cellules nerveuses et rétiniennes. Sous-consommés en France, les poissons gras sont sources d'acides gras ω3.
Besoins Minéraux
Parmi les cations minéraux, les métaux monovalents sodium et potassium sont quantitativement les plus importants en raison d'échanges rapides entre les cellules et le milieu intérieur. Le potassium est intracellulaire (de l'ordre de 3 g par kilogramme de muscles) alors que le sodium est extracellulaire (de l'ordre de 3,5 g par litre de plasma sanguin). Les mouvements et l'excrétion rénale de ces cations, réglés par les hormones du cortex surrénalien, sont liés strictement au métabolisme hydrique, et sont accrus par l'exercice physique et par un climat chaud.
Les besoins de l'homme adulte en Na+ et K+ sont de l'ordre de 2 g par jour couverts par le sel alimentaire (NaCl). Le chlore Cl- est le principal anion du milieu extracellulaire, en relation avec Na+ ; le besoin quotidien est de l'ordre de 7 g. Le sel de cuisine ClNa, ajouté aux aliments, apporte ces deux minéraux. Pratiquement, l'excès est beaucoup plus à craindre que la carence.
En ce qui concerne les minéraux à fonction structurale, essentiellement le calcium du squelette et des dents les besoins, proportionnellement plus importants pour le jeune, sont de l'ordre de 0,8 g par jour pour l'enfant et l'adulte, et de 1 g pour la femme enceinte et la mère allaitante. Il convient de signaler le risque de mauvaise absorption intestinale du calcium associé d'une part à la présence dans les aliments végétaux de composés organiques (acides phytiques) complexant le calcium, d'autre part, à la carence en cholécalciférol (improprement appelé vitamine D3).
Dans le cadre de l'équilibre phospho-calcique, les apports recommandés de phosphore et de calcium sont identiques, de 0,5 à 1 g par jour. Dans le domaine de la nutrition minérale (n'oublions pas nos besoins en oxygène !), rappelons l'importance de l'eau, qui constitue les deux tiers de notre organisme. L'eau est le véhicule naturel des sels minéraux et des produits d'excrétion et le métabolisme minéral est commandé par le métabolisme hydrique. Le besoin en eau de l'homme adulte est, en climat tempéré, de l'ordre de 2 l par jour, apportés non seulement par les boissons, mais aussi par les aliments solides, surtout végétaux, qui contiennent jusqu'à 90 p. 100 de leur poids en eau. Le caractère indispensable de l'apport d'eau est révélé par le risque de déshydratation, rapidement mortelle chez l'enfant.
Micronutriments
Outre les macronutriments, nécessaires en quantités importantes, leur utilisation métabolique nécessite des facteurs « oligodynamiques » indispensables que sont certains minéraux (oligoéléments) et des molécules organiques (vitamines). Ces facteurs nécessaires à l'état de traces sont appelés micronutriments.
Les micronutriments, dont les besoins sont quantitativement très faibles, généralement moins de 50 mg par jour, sont cependant des nutriments indispensables. Ils comprennent, d'une part, des composés minéraux, d'autre part, des composés organiques (vitamines) dont l'homme est incapable d'effectuer la synthèse. En raison de leur participation à des activités métaboliques très diverses, notamment enzymatiques, ce sont des facteurs d'utilisation métabolique, essentiels et non pas accessoires.
Minéraux Oligoéléments
Le fer est essentiel en tant que constituant non seulement de l'hémoglobine des hématies (3 g sur les 4 g de fer de l'organisme), transporteur de l'oxygène, mais aussi des cytochromes cellulaires, transporteurs d'électrons dans la chaîne respiratoire mitochondriale, et en tant que cofacteur de divers systèmes enzymatiques. Bien que l'absorption intestinale du fer soit limitée, l'apport alimentaire satisfait généralement le besoin de l'homme, de l'ordre de 10 à 20 mg par jour (le Fe de l'hémoglobine est recyclé), grâce à une régulation efficace de l'absorption et du transport ; le besoin est supérieur chez la femme.
Un certain nombre d'oligoéléments, généralement cofacteurs enzymatiques, sont indispensables à l'homme à l'état de traces. Citons entre autres les métaux - cuivre, manganèse, zinc, cobalt, molybdène -, et les halogènes - iode (fonction thyroïdienne) et fluor (ossification).
Vitamines
On sait que les vitamines sont généralement précurseurs de composés à fonctions coenzymatiques, essentiels à la machinerie métabolique de la cellule. Leur connaissance est en pratique associée aux maladies de carence dont les symptômes cliniques sont classiques, bien que difficiles à relier à leurs fonctions métaboliques, comme on le verra plus loin.
Les besoins en vitamines sont généralement de l'ordre de quelques milligrammes par jour, jusqu'à 50 mg pour la vitamine C (acide ascorbique), et seulement quelques microgrammes pour la vitamine B12 (cobalamine).
L'homme est incapable de synthétiser les vitamines dont il a besoin, à deux exceptions près : d'une part la vitamine B2 (niacine), d'autre part la vitamine D3 ( cholécalciférol). En effet, les mammifères synthétisent, mais en quantité très insuffisante par rapport à leurs besoins, la niacine à partir du tryptophane, acide aminé indispensable. Par ailleurs, le cholécalciférol est synthétisé par la peau, grâce aux radiations U.V. solaires, à partir du cholestérol ; en conséquence, le terme vitamine n'est pas correct pour D3, au moins pour l'homme, et il est important pour ce dernier de bénéficier des rayons solaires, particulièrement en phase de développement et de croissance.
Pour la plupart des vitamines, il est difficile d'établir des apports alimentaires recommandés, cela pour différentes raisons. De façon générale, les bactéries symbiotiques de la flore intestinale synthétisent la quasi-totalité des vitamines indispensables à l'homme (à l'exception des vitamines D, A et C), et l'apport d'origine bactérienne, variable et difficile à quantifier, est probablement du même ordre que l'apport d'origine alimentaire. La preuve en est l'observation d' avitaminoses consécutives à l'administration par voie orale de drogues antibactériennes comme les sulfamides.
Remarquons que, dans des conditions intestinales pathologiques (entérite), ou par compétition avec les vitamines apportées par les aliments, les bactéries intestinales peuvent aussi être cause d'avitaminoses. Étant donné leurs fonctions coenzymatiques, notamment de transport d'hydrogène et d'électrons dans la chaîne respiratoire, il existe une relation quantitative entre activité métabolique et besoins vitaminiques, en fonction de la nature des nutriments utilisés. Ainsi le besoin en vitamine B1 (thiamine) est de l'ordre de 1 mg pour 1 000 kcal glucidiques.
Enfin, le besoin cellulaire en vitamines peut être couvert à court terme par les réserves vitaminiques de l'organisme telles que réserves hépatiques pour les vitamines A et B12. De façon pratique, une alimentation variée équilibrée exclut les risques de carences. Au contraire, une alimentation monotone, généralement à bases de glucides végétaux (manioc, riz)...
Nous entendons beaucoup parler de nutrition et d’alimentation, mais qu’elle est la différence ? L’alimentation correspond à notre régime alimentaire alors que la nutrition englobe aussi bien notre alimentation, que notre activité physique. Ainsi, la nutrition joue un rôle considérable sur la longévité. Des milliers d’études prouvent que la probabilité d’avoir un problème de santé sérieux est augmentée par une alimentation excessive et déséquilibrée de façon régulière. Ces problèmes peuvent conduire à réduire la durée de vie et notamment la durée de vie en bonne santé. Obésité, cholestérol, diabète, maladies cardiovasculaires, DMLA, cataracte, ostéoporose, cancer… Autant de problèmes de santé, ne se limitant pas à des pathologies « nutritionnelles ». Notre nutrition influence l’ensemble de notre organisme. Par exemple, la qualité de notre régime alimentaire est essentielle pour maintenir nos capacités intellectuelles tout au long de la vie.
Une alimentation équilibrée passe par des habitudes individuelles mais implique également que les aliments proposés au consommateur présentent une composition nutritionnelle satisfaisante. Afin d'être en mesure de suivre la qualité de l'offre alimentaire, l'Oqali, l'observatoire de l'alimentation a été créé en février 2008 par les ministères chargés de l'agriculture, de la santé et de la consommation.
Tableau récapitulatif des apports nutritionnels recommandés (pour un adulte) :
| Nutriment | Apport Recommandé | Source |
|---|---|---|
| Glucides | 60% de l'apport énergétique total (environ 350g pour 2400 kcal) | Céréales, fruits, légumes |
| Lipides | 27% de l'apport énergétique total (environ 80g) | Huiles, poissons gras, oléagineux |
| Protéines | 13% de l'apport énergétique total (environ 80g) | Viandes, poissons, œufs, légumineuses |
| Sodium (Na+) | Environ 2g par jour | Sel de table (NaCl) |
| Potassium (K+) | Environ 2g par jour | Fruits, légumes |
| Calcium (Ca) | 0.8g par jour (1g pour les femmes enceintes et allaitantes) | Produits laitiers, légumes verts |
| Phosphore (P) | 0.5 Ă 1g par jour | Viandes, poissons, produits laitiers |
| Eau | Environ 2 litres par jour | Boissons, aliments (fruits, légumes) |
| Fer | 10 à 20mg par jour (plus pour les femmes) | Viandes rouges, légumes verts |
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