composition corporelle et dépense énergétique · 2019. 11. 12. · composition corporelle =...

Composition corporelle Et

Dépense énergétique

Introduction et définition Méthodes de mesure Applications pratiques

Connaître les méthodes d'évaluation de la dépense énegétique

Connaître les méthodes d'évaluation de la composition corporelle

Connaître les modèles de représentation de la composition corporelle

Objectifs de cours

Connaître les déterminants de la dépense énergétique et de la composition corporelle

Connaître les méthodes d'évaluation des apports alimentaires

Composition corporelle

Composition corporelle =

analyse du corps humain en « compartiments » ou « tissus » ou « composants »

Le poids ne suffit pas dans de nombreuses situations Par exemple:

❖ Médecine du sport et masse musculaire ❖ Perte de poids et ratio masse grasse / masse maigre ❖ Insuffisance rénale et volumes liquidiens

Introduction

Les modèles de la composition corporelle

Solides extra-cell

Masse cellulaire

active

Liquides extra-cell

Masse grasselipides

eau

protéines

glucides

minéraux

Tissu adipeux

muscles

Tissu osseux

organes

divers

% Poids Corporel

Constituants Tissus Compartiments

Compartiments

- Regroupent des composants corporels - fonctionnellement liés entre eux - indépendamment de leur localisation anatomique et de leur nature chimique

Le modèle à deux compartiments

Il oppose la masse grasse et la masse non grasse (abusivement nommée masse maigre)

Le modèle à 3 compartiments ou 4 compartiments

Masse grasse + Masse maigre séparée en : Masse minérale, masse cellulaire active, eau extracellulaire

Les modèles physiologiques Les compartiments

Masse grasse

Masse grasse

Masse non

grasse

Masse maigre

Masse min oss

Masse min oss

Masse cell active

Liquides extra-cell

Masse grasse

4 compartiments 3 compartiments 2 compartiments

Masse grasse

10 à 30 % poids corporel - (peut atteindre beaucoup plus en pathologie) Densité 0.9 g/ml

= triglycérides stockés dans les adipocytes quelle que soit leur localisation anatomique

4 rôles essentiels - Réserves énergétiques de l’organisme (environ 90000 kcal pour 70kg de PC) - Isolant thermique - Protection contre les chocs - Synthèse hormonale (adipokines)

Minimum vital (environ 3%) « toxique » si trop élevé (notamment localisation viscérale)

Masse non grasse « maigre » Exclue la partie grasse

70 à 90% poids corporel Densité 1.1 g/ml

Polymorphe: eau + os + organes + muscles contient les éléments vitaux, notamment les protéines

La masse maigre est essentiellement constituée d’eau (73%) (extracellulaire + intracellulaire)

Le rapport entre l’eau et la MM (73%) définit l’hydratation de la masse maigre

Sa diminution signe un dénutrition ou une déshydratation

La ↓ de ce compartiment menace plus la santé que celle de la MG

Croit régulièrement jusqu’à la puberté (quel que soit le sexe) puis + rapidement chez le garçon Max à 20 ans puis décroissance progressive

Les modèles physiologiques Les compartiments

Masse grasse

Masse grasse

Masse non

grasse

Masse maigre

Masse min oss

Masse min oss

Masse cell active

Liquides extra-cell

Masse grasse

4 compartiments 3 compartiments 2 compartiments

Masse cellulaire active = Masse maigre - l’eau extracellulaire

•Ensemble des cellules des différents organes et muscles L’intensité de son métabolisme détermine les besoins énergétiques de

l’organisme (muscle squelettique, tractus digestif notamment) – 85% des variations interindividuelles son expliquées par cette masse cell active.

•Cette masse comprend: - La masse protéique (protéines de l’organisme) = 16% PC (ou MM sèche) Rôle structurel, mobilité, enzymatique, défenses immunitaires

La diminution de > 50% des protéines n’est pas compatible avec la survie correspond pourtant à une perte de poids <10% = justifie la mesure des compartiments corporels en cas de risque de dénutrition +++

- L’eau intracellulaire (40 % PC) - Le potassium

•NB les glucides stockés représentent une part négligeable de l’organisme (<1% PC)

L’eau extracellulaire 20% PC

= ensemble des liquides interstitiels et au plasma Elle constitue la masse liquidienne facilement échangeable

Elle s’ajoute à l’eau intracellulaire pour constituer l’eau corporelle totale (60% PC)

Masse minérale osseuse 5% PC

= cristaux de phosphates tricalciques du squelette Densité 3g/ml Max entre 15 et 20 ans Sa baisse signe l’ostéoporose (vieillissement, ménopause)

Méthodes de mesure des compartiments

• Méthodes de quantification in vivo de constituants spécifiques de l’organisme (recherche)

• Méthodes d’estimation in vivo des compartiments de l’organisme (repose sur une mesure et une hypothèse de modélisation)

• Méthodes de prédiction de la valeur (méthodes indirectes, anthropométriques ou impédancemétrie bioélectrique)

•Repose sur la modification d’un signal (un rayonnement)

•Interprété grâce à un étalonnage préalable

•limite: capacité de recueillir la modification du signal (variabilité, seuil de détection…)

•Exemple: activation neutronique, émission de potassium 40…

Méthodes de quantification in vivo des constituants

Méthodes d’estimation in vivo des compartiments

Repose à la fois sur: - Une mesure corporelle (volumes, , impédances, densité) - La référence à un modèle de composition corporelle - L’acceptation d’une hypothèse permettant une estimation des compartiments Exemple: - Mesure de l’eau totale - Modèle à deux compartiments - Hypothèse : hydratation de la masse maigre = 73 %

Limites: variations de la vérification de l’hypothèse au cours de la vie (l’hydratation varie selon l’âge et l’existence de pathologies)

La mesure de la densité corporelle• Modèle à deux compartiments : si une densité fixe est attribuée à chaque compartiment 0,9 g par ml pour la masse grasse 1,1 g par ml pour la masse maigre La proportion de chacun des compartiments peut-être calculée à partir de la

densité du corps entier.

D (densité) = masse / volume

• L’équation de Siri : % MG = 100 (4,95/D-4,50)

La mesure de la densité corporelle

• Hydrodensitométrie : - Utilise le principe d’Archimède qui consiste à mesurer un volume en l’immergeant dans l’eau.

- Il faut donc un équipement adapté (une cuve de taille suffisante, une capacité à déterminer les volumes des gaz respiratoires et intestinaux).

- ne peut être utilisée chez les enfants, les malades, les personnes âgées à mobilité réduite, les patients à coopération réduite.

• Pléthysmographie

Pléthysmographie

• La loi de Boyle-Mariote : Le produit pression X volume est une

constante.

• si un corps est introduit dans une cabine de volume connu, le régime de pression de la cabine est modifié en proportion du volume introduit.

• Durée de la mesure = 5 min

• Non traumatisant, simple pour le patient

Absorptiométrie biphotonique à rayon X (DEXA) - méthode de référence pour l’étude de la composition corporelle - permet d’accéder directement à un modèle à trois compartiments:

MG + MM + contenu minéral osseux

- Consiste à balayer l’ensemble du corps avec un faisceau de rayons X à 2 niveaux d’énergie (40 et 100 Kev) - Apport des atténuations de ces 2 Rx fonction de la composition de la matière traversée - Calibration effectuée avec des fantômes artificiels contenant des triglycérides et du Ca - Traitement informatique des mesures physiques Intérêts - La précision est excellente (1% près) - permet une approche régionale (bras, tronc, jambes) des trois compartiments mesurés - L’irradiation imposée au patient est faible et similaire à celle d’une radio pulmonaire. - Inadapté pour les obésités massives et les patients peu déplacables limites - le coût et rareté des installations , l’irradiation (FE) - Ne mesure pas les compartiments hydriques

Mesure précise, irradiante, donne le rapport graisse viscérale et sous-cutanée

Scanner abdominal: Mesure de la graisse viscérale par tomodensitométrie

Excès de graisse viscérale

Excès de graisse sous-cutanée

Mesures de l’eau totale

• Hypothèse de base : modèle à 2 compartiments – MM = 73% d’eau – MG pas d’eau

MM = eau totale /0.73 • Limites :

– Œdèmes – Obésité massive – Perte de poids rapide

• Les volumes d’eau peuvent être déterminées – Dilution de traceur – L’impédancemétrie est une méthode estimation

Mesures anthropométriques

IMC IMC [kg/m²] = Poids [kg] / (Taille [m])²

�Maigreur IMC < 18,5 �Poids Normal 18,5 ≤ IMC < 25 �Surpoids 25 ≤ IMC < 30 �Obésité I 30 ≤ IMC < 35

II 35 ≤ IMC < 40 III 40 ≤ IMC


• IMC • Répartition des

graisse - Mesure du tour de

taille > 102 cm chez l’homme > 88 cm chez la femme - Rapport taille/

hanche

Mesures anthropométriques• Hypothèse de la méthode: l’épaisseur de la graisses sous cutanée reflète la

masse grasse totale • 4 plis mesurés du côté dominant: (utilisation d’un adiposomètre)

– Tricipital: mi distance calculée (pointe de l’olécrane-acromion) – face postérieure du bras

– Supra-iliaque: mi-distance entre le rebord inférieur des côtes et le sommet de la crête iliaque, ligne médioaxillaire . Pli formé verticalement.

– Sous-scapulaire: à 2 travers de doigt sous la pointe de l’omoplate, le pli est formé et orienté en haut et en dedans, angle de 45°avec l’horizontale

– Bicipital: mi distance calculée (pointe de l’olécrane-acromion) – face antérieure du bras

S est la somme des 4 plis (bicipital, tricipital, sous scapulaire, supra-iliaque)

Equations prédictives de la densité corporelle (DC) selon l’âge et le sexe chez l’adulte


Limites des plis cutanés

• Difficile en cas d’obésité sévère • Pas de prise en compte du tissu adipeux de

la partie basse du corps • Mauvaise estimation de la graisse viscérale

Estimation de la masse musculaire

• Mesures anthropométriques : circonférence musculaire brachiale – Dérivée de la circonférence brachiale et du pli cutané tricipital – Intérêt pour l’évolution de la masse musculaire dans une situation

clinique

• Estimation de la masse musculaire par excrétion de la créatinine et de la

3 methylhistidine - Créatinine = métabolite de la créatine (98% dans le muscle) - 3 méthylihistidine = acide aminé des protéines myofibrillaires qui n’est pas

recyclé et est excrété directement dans les urines - excrétion urinaire/24h proportionnelle à la masse musculaire Calcul de la masse musculaire = 18 à 20 kg de muscle par g de créatinine - Compliqué (3 jours de régime sans viande ni poisson…) et peu précis

Circonférence brachiale (CB)

Bioimpédance électrique (BIA)

•un seul courant de 800 µAmp avec une fréquence de 50 kHz, et quatre électrodes de surface autocollantes

basée sur la capacité des tissus hydratés à conduire l’énergie électrique fonction du volume du compartiment hydro-électrolytique contenu dans le corps liée à la résistance spécifique (r), la longueur (L), et le volume conducteur (V) : V = r L2 / Z L est la taille de l’individu, r est une constante déterminée lors de l’étalonnage du système, z impédance

Variations physiologiques de la composition corporelle

En fonction du sexe

❖ Masse grasse plus développée chez la femme = 23% vs 15% chez l’homme à 20 ans Gestation, lactation

Et répartition différente

❖ Masse maigre plus faible chez la femme les performances sportives (VO2 max) s’égalisent si rapportées à la MM

❖ Masse calcique plus faible chez la femme 1.4 fois plus élevée chez l’homme

En fonction de l’activité physique

❖ Masse grasse plus faible chez le sportif ❖ Masse maigre plus élevée Donc pas forcement de variation de poids avec l’entrainement

En fonction de l’âge (vieillissement)

❖ Masse grasse augmente de 1g/j Dès l’âge de 20 ans ♀ ou 30 ans ♂ environ 3% par an Augmentation du risque cardiovasculaire surtout si androïde ❖ Masse maigre évolue en sens inverse

→ Le poids tend à rester constant

Pour lutter contre le vieillissement il faut entretenir sa Masse Musculaire (exercice) Le maintien de la MM peut se traduire par une légère prise de poids entre 30 et 70 ans (MM constante, MG augmente)

❖ l’eau corporelle diminue également Mais un peu plus vite que ne le laisse prévoir la baisse de MM La constante de 73% n’est plus vrai > 70 ans

❖ La masse osseuse diminue Avant 50 ans perte de 3.8g/an ♀ Après 50 ans perte de 7.6 g/an ♀, 7 g/an ♂ aggravé par déficit hormones sexuelles (ménopause)

En fonction de l’âge (enfant et adolescent)

❖ MG et MM augmentent jusqu’à 20 ans

❖ MM augmente plus vite chez le garçon

❖ Hydratation MM diminue 86 % H2O chez le fœtus 80% à la naissance 73% fin de l’adolescence

❖ Masse osseuse augmente

Pic de calcium vers 15-20 ans environ 4.400g ♂ et 3.100 g ♀

Dépend de = facteurs génétiques activité physique pendant l’enfance (≅7%) alimentation riche en calcium (≅ 5%)

Femme enceinte

Prise de poids 10-15 kg

6 à 7 L H2O (2 à 3 L chez la mère) 3 kg MG 3 kg MM sèche

Surcharge extracellulaire peu prévisible

Surcharge adipeuse résiduelle parfois problématique (hygiène alimentaire pendant la grossesse ++)

Variations pathologiques

Obésité Augmentation du poids Augmentation de la MG Accompagnée d’une augmentation de la MM (VEC et MCA)

Déficit énergétique et Dénutrition Baisse du poids Baisse de la MG Baisse de la MM inconstante Baisse de la MCA mais augmentation du VEC si dénutrition sévère (hypoalbuminémie)

Déshydratation extracellulaire Baisse du poids Masse grasse constante Baisse de la MM MCA cste, baisse du VEC

Exemples Données de la composition corporelle (DEXA + impédance)

Un patient obèse a perdu du poids après un régime ☺ Baisse de la MG importante Baisse de la MM modérée (MCA et LEC)

☹ Baisse de la MG Baisse de la MM Baisse de la MCA, voire de la masse calcique VEC diminué si diurétiques VEC augmenté si hypoalbuminémie = peut masquer baisse MCA

os

MCA

LEC

MG

os

MCA

LEC

MG

os

MCA

LEC

MG

os

MCA

LEC

MG

Un patient insuffisant rénal au stade préterminal dénutri a pris du poids pendant les vacances

☺ Augmentation MG MM constante mais Augmentation MCA et baisse modérée du VEC Conclusion: Il a suivi les conseils diététiques et fait de l’exercice

☹ MG stable MM augmentée MCA stable et augmentation du VEC Conclusion: il a mangé trop de sel

os

MCA

LEC

MG

os

MCA

LEC

MG

os

MCA

LEC

MG

En pratique médicale

La notion de composition corporelle doit être intégrée dans le raisonnement et la pratique médicale L’étude de la composition corporelle constitue un élément indispensable de l’évaluation du statut nutritionnel

Elle permet de prendre les décisions thérapeutiques les mieux adaptées, telles que le choix d’un programme d’amaigrissement ou de renutrition

la DEXA représente la méthode de choix étant donnés la précision et la qualité des renseignements obtenus

l’impédance bioélectrique peut être utilisée, en tenant compte des limites et des imprécisions de cette méthode (seuls les variations importantes doivent être prises en compte)

CONCLUSION

Profil alimentaire

● Apports alimentaires

● Circonstances de la prise alimentaire

● Comportement alimentaire

1

2

3

Recueil de l’apport alimentaire« Les 4 méthodes »

Carnet alimentaire - « semainier » Intérêt secondaire : prise de conscience Limite: influe sur la prise alimentaire

Histoire alimentaire Apport « habituel » De quoi sont composés les prises alimentaires ?

Rappel des 24h Aliments/boissons consommés Intérêt: rapide Limite biais de mémorisation

Fréquence de consommation Liste préétablie (nombre d’items variable) Peut-être adapté à la pathologie Ex: EPAT pour l’hypercholestérolémie

Précision

Approximation

Recueil de l’apport alimentaire« Les 4 méthodes »Carnet alimentaire - « semainier » Intérêt secondaire : prise de conscience Limite: influe sur la prise alimentaire

Histoire alimentaire Apport « habituel » De quoi sont composés les prises alimentaires ?

Rappel des 24h Aliments/boissons consommés Intérêt: rapide Limite biais de mémorisation

Fréquence de consommation Liste préétablie (nombre d’items variable) Peut-être adapté à la pathologie Ex: EPAT pour l’hypercholestérolémie

Précision

Approximation

Interprétation du recueil - Répartition des prises alimentaires

- Type d’aliments consommés – boissons bues

- Quantités approximatives / nombre de parts en portions standardisées

! L’obèse sous estime ses apports (jusqu’ à 50%)

Profil alimentaire

● Apports alimentaires: « les 4 méthodes »

● Circonstances de la prise alimentaire

● Comportement alimentaire / impulsivité / restriction cognitive

1

2

3

Circonstances des prises alimentaires

● « L’ambiance » du repas (tranquille ou stressante, conviviale, devant la télévision…)

● Stimuli internes liés à l’humeur: ennui, colère, angoisse

● Stimuli externes : présence d’aliments

● Stimuli physiologiques: faim

Grignotage ? Compulsions ?

Comportement alimentaire3 troubles du comportement alimentaire pathologique sont bien définis

● L’anorexie mentale (cf. cours correspondant)

● La boulimie

● L’hyperphagie boulimique

1

2

3

Crise de boulimie

Une crise de boulimie répond aux 2 caractéristiques suivantes

1) absorption, en une période de temps limitée (< 2h), d’une quantité de nourriture supérieure à ce que la plupart des gens absorberaient en une période de temps similaire et dans les mêmes circonstances.

2) sentiment d’une perte de contrôle sur le comportement alimentaire pendant la crise.

Critères du DSM V

TCA 4 types de troubles psychiatriques principaux à rechercher

● Trouble de l’humeur et plus particulièrement dépression

● Trouble anxieux

● Trouble addictif

● Trouble affectif (image du corps, estime de soi) et/ou de la personnalité

Evaluation de l’activité physique et de la sédentarité

DéfinitionsActivité physique : tout mouvement produit par les muscles squelettiques, responsable d'une augmentation significative de la dépense énergétique.

Comportement sédentaire : état pendant lequel les mouvements sont réduits au minimum et la dépense énergétique est proche du métabolisme de repos

Sports : exercices physiques se présentant sous forme de jeux individuels ou collectifs, donnant généralement lieu à compétition, pratiqués en observant certaines règles précises.

Evaluation de l’activité physique et de la sédentarité

DéfinitionsActivité physique : tout mouvement produit par les muscles squelettiques, responsable d'une augmentation significative de la dépense énergétique.

Comportement sédentaire : état pendant lequel les mouvements sont réduits au minimum et la dépense énergétique est proche du métabolisme de repos

Sports : exercices physiques se présentant sous forme de jeux individuels ou collectifs, donnant généralement lieu à compétition, pratiqués en observant certaines règles précises.

Les loisirs La vie quotidienne

L’activité professionnelle

concerne

Exemple : le questionnaire IPAQévalue les APS d’endurance par rapport aux recommandations OMS

● Durée de la marche active ● Durée des activités d’intensité modérée (« qui vous font

respirer un peu plus vite que d’habitude ») ● Durée des activités d’endurance d’intensité forte (« qui vous

font respirer beaucoup plus vite que normalement »)

Seules les séances d’au moins 10 minutes sont comptabilisées Nombre de jours par semaine ? Durée moyenne ?

La dépense énergétique

Les grandes fonctions (croissance, développement, maintien, reproduction...) ont un coût énergétique dont la somme est appelée dépense énergétique totale

Apports: Pour couvrir ses besoins, l’homme puise l’énergie dans le milieu extérieur ou dans ses réserves, à partir des liaisons chimiques des nutriments et la transforme en une autre énergie chimique utilisable = ATP

Dépenses: L’homme restitue l’énergie au milieu extérieur sous forme chimique (urée, créatinine par exemple) mécanique et thermique

En l’absence de variation du poids ou de la composition corporelle, les apports énergétiques sont égaux aux dépenses

introduction

Sources d’énergie Les macronutriments (glucides, lipides, protéines) constituent l’unique source énergétique pour l’homme

DE continue vs apports alimentaires discontinues compartiment de réserve énergétique en période inter prandiale de capacité limité pour les protéines (autres fonctions) et les glucides (< 1kg) immense pour les lipides (plusieurs Kg)

Pour être utilisable, cette énergie doit être transformée en ATP, processus qui consomme de l’oxygène et produit de la chaleur.

L’oxydation des substrats par l’organisme est hiérarchisée selon un ordre inverse à la capacité qu’à l’organisme à stocker ces macronutriments: 1) Glucides 2) Protéines 3) Lipides

l’équilibre entre les ingestions et l’oxydation des lipides, est le déterminant majeur de la balance énergétique (stockage TG)

Apports énergétiques recommandés 2000-2500 Kcal/j

15% protéines 30% lipides 55% glucides

Teneurs énergétiques des nutriments

Lipides 38 KJ/g 9 Kcal/g

Glucides 17 KJ/g 4 Kcal/g

Protéines 17 KJ/g 4 Kcal/g

1 Kg de graisse de réserves = 9000 Kcal

NB: ethanol = 7Kcal/g

Rappel 1 kcal = 4.18 kJ

Pour mémoire

Dépenses

La dépense énergétique des 24 h se répartit en trois postes principaux d’inégale importance :

1) Le métabolisme de repos qui représente 60-75 % de la DET

2) La dépense lié à l’activité physique, variable (≅ 15 à 30 % DET)

3) La thermogénèse, effet thermique des aliments (≅10 % DET)

DER

AP

T

A ces trois postes principaux de dépense énergétique,

il faut ajouter des dépenses inhabituelles

qui, dans certaines circonstances, peuvent constituer un coût important.

- croissance (cout énergétique faible)

- réparation et cicatrisation (peut s’avérer très important, ex: brûlures étendues)

- réactions de défense contre les infections, réactions inflammatoires (ex = augmentation de 80% si péritonite)

L’ensemble de ces dépenses énergétiques constitue la dépense énergétique totale.

1) METABOLISME DE BASE (MB) ou DEPENSE ENERGETIQUE DE REPOS (DER)

❖ Le métabolisme de base correspond à la DE minimale pour le fonctionnement et l’entretien de l’organisme (pompes ioniques, turnover de substrats, maintien de la température,…)

❖ Il est mesuré dans des conditions standardisées (DER) - à jeun (minimum 12h) - le matin (8-10 h) - à température neutre (19-24 °C) - au repos (décubitus, silence)

-NB: La dépense énergétique pendant le sommeil est < ≅ 5 % par rapport à la DER

❖ Contribution des différents organes au MB Foie

Foie 25 % Cerveau 20 % Cœur 9 % Reins 7 % Muscles 25 %

Le métabolisme base varie

❖ de façon proportionnelle au poids et à la Masse Maigre

❖dépend de l’âge et su sexe essentiellement par le biais de la MM

❖ la MM explique 80 % de la variabilité de la DER Avec la mesure de la MM on peut estimer la DER pas d’équation très satisfaisante

DER = 30 Kcal/ kg MM/ 24h DER = 21MM +50

❖ Facteurs génétiques (≅ 20 % restant)

❖Facteurs hormonaux (sympathique, thyroïde, cycle menstruel,..)

❖température, apports alimentaires antérieurs, stress,…

2) L’EFFET THERMIQUE DES ALIMENTS

l’énergie chimique des aliments doit être convertie en énergie utilisable

Les aliments doivent être: - digérés, c’est-à-dire transformés en substances plus simples, - puis être stockés par exemple au niveau du foie et du muscle sous forme de glycogène, ou au niveau du tissu adipeux sous forme de triglycérides.

Le coût énergétique de ces processus varie avec les voies biochimiques empruntées représente environ (en % de la valeur calorique ingérée): - 5 % à 10 % pour les glucides, - 20 % à 30 % pour les protéines, - < 5 % pour les lipides.

S’ajoute une partie facultative, régulé par le SNA sympathique au niveau du muscle et du tissu adipeux brun = perte d’énergie sous forme de chaleur grâce aux protéines découplantes (UCP) de la mitochondrie.

Dépend de palatabilité du repas, qtté glucides simples, exercice physique préalable, degré d’obésité, caféine, nicotine,…

exercice

TPP

DER

3) EXERCICE PHYSIQUE

Très variable, 20-25 % dans les pays développés Peut atteindre 70 % chez sportif ou travailleur de force

Peut se mesurer en chambre calorimétrique, actimètre,.. Tables d’activités

VARIABILITE DE LA DEPENSE ENERGETIQUE

extrêmement variable d’une personne à l’autre.

facteur très important à prendre compte dans la définition des besoins énergétiques individuels.

une prescription calorique généralisée n’a pas de sens: par exemple, illusoire de prescrire 1 800 kilocalories par jour à tous les patients hospitalisés ;

→ D’où l’interrêt de la mesure de la DE pour calculer la ration calorique nécessaire pour maintenir le poids stable

Principaux facteurs de variation de la DE

Intrinsèques Extrinsèques

DER MM âge, sexe H. Thyroïdiennes turnover protéique

Thermogenèse SNA température ext tissu adipeux brun prise alimentaire état nutritionnel substances Ө, stress Activité physique Masse musculaire durée exercice rendement (VO2 max) intensité

VARIABILITE AVEC LA MASSE

❖ La DE est proportionnelle au poids

❖ La MM détermine la DE de façon beaucoup plus précise que le poids

Ceci est vrai tant pour la DE des 24 h que pour la DER

❖ La DE est aussi corrélée à la surface corporelle (pertes de chaleur +

corpulence)

DER ≅ 1000 kcal/24h/m²

❖ Dans l’obésité (augmentation MG) augmentation DE par

- Augmentation MM (excès poids = environ 75% MG et 25 % MM)

- Cout mobilité

- Thermogenèse PP facultative

VARIABILITE AVEC L’AGE

La dépense énergétique totale diminue avec l’âge

-D’une part, le métabolisme de base diminue d’environ 2 % tous les 10 ans

à cause de la réduction de la masse maigre associée à l’âge + défaut métabolique spécifique du vieillissement?

-D’autre part, la dépense énergétique liée à l’activité physique est diminuée

réduction du temps passé en activités physiques, déficits physiques ou handicaps

Chez l’enfant = coût de la croissance

DE = 120 kcal/kg (vs 45 kcal/kg chez l’adulte) Peut atteindre 50 % de l’énergie ingérée

VARIABILITE AVEC LE SEXE

DET plus faible chez la femme S’explique en parti par une MM plus faible

Même après prise en compte des différences de composition corporelle, la femme dépense moins d’énergie que l’homme ( < ≅ 10 %) pas d’explications satisfaisantes à cet état de fait. Varie en fonction du cycle (température, menstruations)

L'ALLAITEMENT

La valeur énergétique du lait est d’environ 0,61 kcal par g. Il en coûte environ 20 % de kcal en plus pour en assurer la synthèse Soit un cout de 600 Kcal/j pour un allaitement exclusif

La prise alimentaire moyenne au cours de l’allaitement ne suffit généralement pas à compenser son coût énergétique → favorise donc en principe la perte de poids après l’accouchement

GROSSESSE

Besoins énergétiques supplémentaire d’environ 260 Kcal/24h (de 150 Kcal/j au 1er T à 300 Kcal/j au 3me T) Cout de la construction organisme nouveau + énergie en réserve pour préparer la période d’allaitement

VARIABILITE AVEC LA RATION ALIMENTAIRE

La suralimentation prolongée ou la restriction calorique durable s’accompagne de changements de la DE qui vont tendre à limiter les variations de poids

Dépense énergétique et restriction alimentaire

La diminution des apports énergétiques s’accompagne d’une perte de poids

Cette perte de poids tend à diminuer à mesure que la restriction énergétique se prolonge; jusqu’à la stabilisation du poids

Cet arrêt de la perte de poids témoigne de l’adaptation à la restriction énergétique par une diminution des dépenses énergétiques qui aboutit au rééquilibrage de la balance énergétique

La composition du poids perdu i.e. contribution MG et MM varie - Plus adiposité initiale importante, plus contribution MG sera importante - Plus déficit calorique important, plus proportion MM perdue importante

Figure 1. Evolution de la perte de poids (Δ P) sous régime restrictif en fonction du temps (ΔT).

Mécanismes:

- La perte de poids et de MM contribue donc à diminuer la DER

- ↓ ration alimentaire associée à ↓ de la thermogenèse alimentaire (au moins dans sa composante obligatoire)

- La perte de poids réduit les dépenses énergétiques dues à l’activité physique

La diminution du MB en situation de perte pondérale est plus importante que ne le voudrait les pertes tissulaires

Ceci suggère une augmentation de l’efficacité énergétique dans lequel interviendraient la diminution du tonus sympathique et de la T3

Dépenses énergétiques et alimentation hypercalorique

En situation de suralimentation prolongée on observe un gain de poids qui, au fil du temps, va s’arrêter

C’est exactement l’image en miroir de celle décrite pour la perte

L’arrêt du gain de poids témoigne également d’une augmentation de DE qui viennent rééquilibrer la balance.

Cette augmentation s’explique par:

- le gain de MM métaboliquement active

- l’augmentation de la thermogenèse PP due à l’excès de la prise alimentaire

- la majoration de DE liée à l’activité physique du à l’élévation du poids

VARIABILITE D’ORIGINE GENETIQUE Le niveau de dépense énergétique est pour partie dépendant de facteurs génétiques

dépense énergétique de repos Environ 10 % des différences inter-individuelles du niveau de DER La DER peut varier jusqu’à 500 kcal/jour d’une famille à l’autre (contre 100 kcal/jour d’un individu à l’autre au sein d’une même famille)

thermogenèse alimentaire les différences de réponses thermogéniques liées au patrimoine génétique représentent environ 35 à 50 kcal/jour facteurs génétiques interviennent également dans l’adaptation de la DE en réponse à des déséquilibres alimentaires (UCP)

coût énergétique de l’activité physique Il existe un déterminisme génétique du niveau d’activité physique Et du coût énergétique de postures et activités courantes

LE CONCEPT DE QUOTIENT RESPIRATOIRE (QR)

La transformation de l’énergie chimique contenue dans les macronutriments en ATP, passe par des réactions de phosphorylation oxydative qui vont consommer de l’oxygène et produire du gaz carbonique

QR= VCO2/VO2

rapport entre la quantité de gaz carbonique produit par l’oxydation totale d’un substrat sur la quantité d’oxygène nécessaire à cette oxydation complète

varie en fonction du substrat considéré, QR = 1 pour les glucides 0,7 pour les lipides 0,8 pour les protides

Chez l’homme, le calcul du QR à partir de la mesure de la VCO2 et de la VO2 informe sur la nature des substrats oxydés.

Plus le QR se rapproche de 1 , plus l’organisme utilise les glucides Plus le QR se rapproche de 0,7, plus l’organisme utilise les lipides (jeûne)

Glucides C6H12O6 + 6 O2 →6 CO2 + 6 HO2 QR (CO2/O2) = 1

Protéines C72H112 N2 O22S + 77 O2 →63 CO2 + … QR (CO2/O2) = 0.82

Lipides C16H32O2 + 23 O2 →16 CO2 + 16 HO2

QR (CO2/O2) = 0.70

Variabilité familiale du QR

Les familles qui ont un QR bas

-oxydent une plus grande quantité de lipides par 24 heures

- constituent moins de réserve et prendront moins de poids

- ont une proportion de fibres de type I dans le muscle plus importante (fibres à contraction lente, résistantes, sollicitées pendant les efforts d’endurance et équipées pour oxyder facilement les acides gras)

Les méthodes de mesure de la dépense énergétique

LA CALORIMETRIE DIRECTE

Dans cette méthode, on considère qu’il y a égalité entre production de chaleur et dépense d’énergie de l’individu.

La réalisation de la mesure nécessite une enceinte de taille réduite et hermétique (chambre de lavoisier) ou une combinaison calorimétrique

Permet la quantification des différentes composantes de la perte de chaleur:

DER

Activité physique

thermogénèse PP

Peu utilisée en raison de la tolérabilité et du nombre réduit d’institutions disposant de l’équipement nécessaire

LA CALORIMETRIE INDIRECTE Cette méthode repose sur l’équivalence entre l’énergie utilisée dans l’organisme et l’oxydation des nutriments

Il est donc possible d’utiliser la consommation globale d’oxygène comme témoin de la dépense d’énergie (E O2 = 20 kcal/l).

La mesure des échanges gazeux respiratoires (consommation d’oxygène, et production de gaz carbonique) peut être réalisée sous une cagoule ventilée (canopy).

Doit être corrigée par l’excrétion d’azote (≅urée) Surtout utilisé pour mesurer la DER Permet aussi de mesurer le QR

Formule de BEN PORAT

DER = 3.913 x VO2 + 1.093 x VCO2 – 3.341 N2

(Kcal/24h) (ml/min) (g/24h)

LES METHODES INDIRECTES de mesure de la dépense liée à l’activité physique

Enregistrement de la fréquence cardiaque = basée sur la relation linéaire étroite existant entre la fréquence cardiaque et la dépense énergétique, pour des activités physiques d’intensité croissante Peut être utilisée dans des études épidémiologiques

La méthode des accéléromètres permet de quantifier et d’enregistrer l’intensité de mouvement selon un ou trois axes au cours d’une activité physique, et de le convertir en dépense d’énergie

La méthode factorielle permet d’évaluer les dépenses énergétiques journalières d’un individu à partir de l’enregistrement du type et de la durée des activités pratiquées et du coût énergétique unitaire de chaque activité

LA METHODE A L’EAU DOUBLEMENT MARQUEE

-permet de déterminer la dépense énergétique totale dans les conditions habituelles de vie -consiste à faire ingérer au sujet un mélange d’eau marquée sur l’oxygène (18O) et sur l’hydrogène (deutérium) = mesure de leur élimination dans les urines

- La différence de vitesse d’élimination de l’oxygène et du deutérium dépend de la production de CO2 et permet le calcul de la production de CO2 et de la DE

- simple et non agressive mais nécessite des méthodes d’analyse en spectrométrie de masse très onéreux qui limitent son emploi à des activités de recherche

ESTIMATION LA DEPENSE ENERGETIQUE

1) Il est possible de réaliser les estimations de la DER à partir de données anthropométriques simples

-2 équations sont proposées pour estimer le métabolisme de base à partir du poids (P), de la taille (T) et de l’âge (A) en fonction du sexe

Equations de Harris et Benedict : Femmes MB = 2,741 + 0,0402 P + 0,711 T – 0,0197 A Hommes MB = 0,276 + 0,0573 P + 2,073 T – 0,0285 A

Equations de Black : Femmes MB = 0,963 . P0,48 . T 0,50 . A-0,13 Hommes MB = 1,083 . P0,48 .T 0,50 . A-0,13

avec MB en MJ.j-1, P = poids en kg, T = taille en m et A = âge en années

Les variations entre mesurée et théorique peuvent expliquer certaines variations pondérales

DE = 1.4 DER : malade hospitalisé

DE = 1.55 DER : activité légère

DE = 1.8 DER : activité modérée

DE = 2.1 DER : activité importante

2) la DE totale peut être estimée en multipliant la DER par un facteur traduisant l’intensité de l’activité physique d’une personne. Ce facteur a pu être déterminé pour de nombreuses activités de la vie quotidienne, sédentaire, professionnelle ou sportive (tables).

Applications

→ Estimation des apports alimentaire en pratique clinique

- Régime hypocalorique

- Renutrition en milieu hospitalier

-Médecine du sport

→ En recherche:

- causes de l’obésité,

- survie dans des situations extrêmes, ..

composition corporelle et dépense énergétique · 2019. 11. 12. · composition corporelle =...

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