Les cellules ont besoin en permanence d'éléments qui apportent de la matière et de l'énergie. Ces éléments proviennent de l'alimentation. L'alimentation doit être équilibrée pour apporter des aliments variés de bonne qualité et en bonne quantité. Les aliments sont nécessaires à la croissance, à la structure, au fonctionnement et à l'entretien du corps. Après digestion des aliments, réduits en nutriments dans le tube digestif, l'absorption se produit au niveau de l'intestin. Les matières non digérées sont éliminées à l'extérieur de l'organisme. Les nutriments absorbés sont ensuite répartis dans les organes pour y être utilisés. Ils sont distribués à chaque cellule grâce à la circulation sanguine et lymphatique. Certains organes n'utilisent pas immédiatement les nutriments qu'ils reçoivent : ils peuvent les stocker.
Les besoins nutritionnels et les apports alimentaires
Les besoins nutritionnels correspondent à la matière et à l'énergie nécessaires au fonctionnement de l'organisme et que l'on trouve dans la nourriture. Les apports alimentaires doivent être équivalents aux besoins nutritionnels.
Les besoins nutritionnels
L'organisme et les cellules ont besoin d'éléments qu'ils ne peuvent pas fabriquer. Ces éléments sont indispensables pour leur croissance, leur structure, leur fonctionnement et leur entretien. On appelle « besoins nutritionnels » les éléments qui proviennent de l'alimentation dont le corps a besoin pour fonctionner.
L'alimentation doit apporter :
- Des matériaux pour renouveler ou remplacer les cellules, pour faire grandir ou entretenir l'organisme, pour fabriquer les molécules de structure, etc.
- Des molécules organiques comme le glucose, qui pourront être utilisées pour produire l'énergie nécessaire au fonctionnement des cellules, des organes, de l'organisme.
- De l'eau, qui entre dans la composition de toutes les cellules et qui permet l'élimination des déchets.
- Des éléments minéraux et des vitamines.
Molécule
Une molécule est un squelette d'éléments chimiques agencés de manière à représenter la plus petite unité structurale de la matière.
Molécules organiques
Les molécules organiques sont les molécules constitutives des êtres vivants.
On distingue trois grandes familles de molécules :
- les protides (protéines) ;
- les lipides (graisses) ;
- les glucides (sucres).
Glucose
Le glucose est une molécule organique qui appartient à la famille des glucides. Il représente la principale source d'énergie de l'organisme.
L'organisme consomme environ 10 grammes de glucose par heure, dont 6 grammes sont utilisés par le cerveau.
Les besoins de l'organisme pour ces différents éléments sont variables, ils dépendent :
- Du sexe de l'individu considéré : les hommes ont en général besoin de plus d'énergie que les femmes.
- De son âge : en période de croissance notamment, les besoins sont augmentés.
- De sa taille et de son poids : les besoins augmentent avec le poids et la taille.
- De son activité : les muscles consomment beaucoup de glucose en se contractant.
Les apports alimentaires
Pour que l'alimentation soit équilibrée, il faut qu'elle apporte autant d'énergie que celle dont l'organisme et les cellules ont besoin. Les apports alimentaires doivent donc être équivalents aux besoins nutritionnels : on parle d'équilibre alimentaire. Il faut considérer la quantité d'aliments, mais également les qualités nutritionnelles de ces aliments.
Équilibre alimentaire
L'équilibre alimentaire est atteint lorsque les apports alimentaires correspondent, en quantité et en qualité, aux besoins nutritionnels.
Sur le plan qualitatif, l'apport alimentaire doit respecter les pourcentages suivants :
Sur le plan quantitatif, l'apport alimentaire varie en fonction du sexe, de l'âge, du poids, de la taille et de l'activité de l'individu.
L'organisme s'approvisionne en eau pour compenser l'eau perdue dans l'urine, la sueur et la ventilation pulmonaire. L'être humain doit consommer de 1 à 1,5 litre d'eau par jour.
Enfin, l'alimentation doit apporter des vitamines et des minéraux.
La vitamine D est présente dans le lait, la vitamine C est présente dans les fruits et légumes, le calcium est présent dans l'eau et les légumes secs.
L'alimentation se fait généralement en trois repas par jour. Il est important d'équilibrer les apports alimentaires sur la journée, même si chaque repas n'est pas parfaitement équilibré.
Le système digestif
Pour que les aliments puissent apporter l'énergie et la matière nécessaires aux besoins nutritionnels de l'individu, ils doivent être digérés dans le tube digestif. Transformés en nutriments, ils passent dans le sang au niveau de l'intestin grêle lors de l'absorption. Les aliments non digérés sont éliminés.
La digestion
Il s'agit de la transformation, par l'ensemble des actions chimiques et mécaniques de la digestion, de grosses molécules alimentaires en nutriments suffisamment petits pour être absorbables.
Digestion
La digestion est une fonction biologique qui permet la transformation des aliments en nutriments, absorbables et utilisables par l'organisme.
Nutriment
Un nutriment est un composé que l'organisme peut absorber et utiliser pour fonctionner.
Lors de la digestion, on observe des mécanismes chimiques dans le tube digestif.
Tube digestif
Le tube digestif est l'ensemble des organes dans lesquels les aliments progressent tout en subissant les phénomènes de digestion. Le trajet des aliments commence par la bouche, puis l'œsophage, l'estomac, l'intestin grêle, le gros intestin et l'anus.
Les mécanismes chimiques sont l'action des enzymes contenues dans les sucs digestifs.
Enzymes
Les enzymes sont des molécules fabriquées par les êtres vivants. Elles interviennent dans les réactions chimiques de la digestion qui transforment les grosses molécules alimentaires en petites molécules, les nutriments.
Sucs digestifs
Les sucs digestifs sont des liquides contenant des enzymes permettant la digestion, déversés dans le tube digestif par les glandes digestives.
Glandes digestives
Les glandes digestives sécrètent dans le tube digestif des sucs digestifs destinés à assurer la digestion des aliments (glandes salivaires, vésicule biliaire, pancréas).
Les cellules ont besoin de glucose pour fonctionner, mais les aliments ne contiennent pratiquement pas de glucose. En revanche, ils contiennent de l'amidon constitué de molécules de glucose. L'amidon est une grosse molécule alimentaire très abondante dans les féculents : pain, pâtes, riz, etc. L'amylase est une enzyme sécrétée dans la salive et par le pancréas. Elle découpe l'amidon et permet de former du glucose dans le tube digestif au cours de la digestion.
L'absorption
L'absorption s'effectue presque totalement au niveau de l'intestin grêle. Elle permet le passage de manière intense des nutriments dans le sang ou la lymphe.
L'absorption commence au niveau de l'intestin grêle.
L'absorption intervient lorsque la digestion est faite et que les aliments sont réduits en nutriments. Les nutriments sont alors suffisamment petits pour passer dans le sang ou la lymphe.
Lymphe
La lymphe est un fluide qui ressemble au plasma sanguin et qui contient les nutriments digérés des graisses.
La surface interne de l'intestin, en contact avec les aliments et les nutriments, présente de nombreux replis, les villosités, ce qui permet d'augmenter considérablement sa surface et donc d'absorber de manière plus importante les nutriments.
Villosité
La villosité est un repli de la paroi intestinale qui augmente la surface d'absorption des nutriments dans le sang ou la lymphe.
L'élimination
Les aliments non digérés, composés en grande partie de fibres, sont les déchets de la digestion et doivent être éliminés. Une partie des fibres est tout de même digérée par le microbiote intestinal.
Microbiote
Le microbiote est l'ensemble des micro-organismes (bactéries, virus et champignons) qui vivent sur et dans le corps humain.
Le microbiote intestinal, aussi appelé « flore intestinale », est présent principalement dans l'intestin grêle et dans le côlon. Il a un rôle essentiel dans la digestion : il transforme certains aliments que le corps humain ne peut pas digérer comme les fibres. Le microbiote intestinal permet également l'apport de certains lipides et de certaines vitamines à l'organisme.
Fibres
Les fibres sont des éléments structuraux d'origine végétale, comme la cellulose, qui ne peuvent pas être digérés par l'être humain. Elles sont tout de même essentielles au bon transit intestinal : elles stimulent l'avancée des aliments dans l'intestin et permettent l'entretien de la flore intestinale.
© Eva Santini, Giovanna Canu via Wikimedia Commons
Les déchets s'accumulent à l'extrémité du côlon, dans le rectum. Ils sont expulsés à l'extérieur lors de la défécation par l'anus.
Entre l'ingestion et l'élimination des déchets, le transit dans le tube digestif dure entre 34 et 50 heures.
L'approvisionnement des cellules
Les nutriments absorbés au niveau intestinal peuvent emprunter deux circuits principaux (les vaisseaux sanguins ou les vaisseaux lymphatiques) pour être distribués aux organes et aux cellules de l'organisme. Quelques organes peuvent ne pas utiliser tout de suite les nutriments et les stocker jusqu'à ce qu'ils en aient besoin.
La circulation générale
Pour être apportés aux organes et aux cellules qui en ont besoin, les nutriments utilisent deux voies de circulation dans le corps : la voie sanguine et la voie lymphatique.
Une fois les nutriments absorbés, ils se retrouvent dans deux voies en fonction de leur nature.
La voie lymphatique concerne majoritairement les lipides. Ceux-ci circulent dans le système lymphatique puis rejoignent une veine qui les amène au cœur.
La voie sanguine concerne les autres nutriments. Ceux-ci effectuent un passage dans le foie avant de rejoindre le cœur. Le foie a un rôle de détoxication en éliminant les substances toxiques.
À la suite d'un repas riche en glucides, le foie peut « retirer » du glucose du sang, si la concentration de celui-ci est trop élevée.
Après avoir rejoint le cœur, les nutriments sont distribués aux organes par la circulation générale et par le système artériel. Les organes prélèvent alors les nutriments et les éléments dont ils ont besoin.
Le stockage
Certains organes n'utilisent pas immédiatement les nutriments qu'ils reçoivent par la circulation sanguine : ils les stockent. Les réserves peuvent être utilisées par la suite, en cas de besoin.
Certains organes stockent les nutriments dont ils n'ont pas besoin immédiatement et les utilisent plus tard.
Les principaux organes de stockage de l'organisme sont les suivants :
| Organe de stockage | Nutriments stockés | Rôle(s) |
| Foie (cellules hépatiques) | Glucose, sous forme de glycogène Fer | Apport de glucose aux organes en cas de besoin (au cours de la nuit par exemple) Formation des globules rouges |
| Muscles | Glucose, sous forme de glycogène | Réserve de glucose pour les premiers instants d'un effort physique |
| Tissu adipeux (graisse) | Lipides, acides gras | Stockage d'énergie |
Le stockage permet de limiter l'augmentation du taux de glucose sanguin (glycémie) à la suite d'un repas.
Glycémie
La glycémie est le taux de glucose dans le sang. Une glycémie normale a une valeur qui doit être maintenue aux alentours d'un gramme par litre. Le glucose fournit de l'énergie à l'organisme mais si la glycémie est trop élevée, il devient toxique.