Introduction

L'étude de la nutrition est un aspect crucial des sciences biologiques et physiologiques, car elle englobe le processus par lequel un organisme absorbe et utilise les substances alimentaires pour soutenir sa croissance, sa reproduction, son entretien et sa réparation. Ce guide complet vise à fournir un aperçu détaillé et structuré des concepts clés liés à la nutrition dans le cadre de la physiologie animale au niveau du premier cycle.

Présentation

La nutrition peut être classée en six macronutriments : les glucides, les protéines, les lipides, les vitamines, les minéraux et l'eau. Chacun de ces composants joue un rôle essentiel dans le maintien de la santé et du bien-être des animaux. Ce cours se concentrera sur la compréhension des fonctions, des sources, de l'absorption, du transport, du stockage, du métabolisme et de la régulation de ces nutriments essentiels dans divers contextes physiologiques.

Macronutriments

Glucides

Les glucides constituent la principale source d'énergie pour la plupart des organismes. On les trouve sous diverses formes, notamment les monosaccharides (sucres simples), les disaccharides (sucres doubles) et les polysaccharides (glucides complexes). Les plantes stockent les glucides principalement sous forme d'amidon et de cellulose, tandis que les animaux les stockent principalement sous forme de glycogène.

Digestion et absorption des glucides

Le processus digestif décompose les glucides alimentaires en monosaccharides, qui sont ensuite absorbés par l'épithélium intestinal via des mécanismes de transport actif tels que la diffusion facilitée et les transporteurs de glucose sodium-dépendants.

Métabolisme des glucides

Le glucose, principal monosaccharide chez les animaux, est utilisé pour la production d'énergie par la glycolyse, le cycle de l'acide tricarboxylique (ATC) et la phosphorylation oxydative. L'excès de glucose peut être converti en glycogène pour le stockage ou en acides gras pour le stockage dans le tissu adipeux.

Protéines

Les protéines sont essentielles à la croissance, à la réparation et à l'entretien des tissus. Elles sont composées de sous-unités d'acides aminés, chaque protéine possédant une séquence unique d'acides aminés qui détermine sa structure tridimensionnelle et sa fonction.

Digestion et absorption des protéines

La digestion des protéines commence dans l'estomac par hydrolyse en polypeptides par les enzymes gastriques. L'intestin grêle décompose ensuite ces polypeptides en di- et tripeptides grâce à l'action des peptidases, qui sont ensuite absorbés par des mécanismes de transport actif tels que le transport actif secondaire et le co-transport avec les ions H+.

Métabolisme des protéines

Les acides aminés absorbés à partir de sources de protéines alimentaires ou issus du catabolisme des protéines dans les cellules peuvent être utilisés pour la biosynthèse de nouvelles protéines, la production d'énergie par oxydation ou stockés sous forme d'acides gras dans le foie.

Matières grasses

Les matières grasses remplissent de multiples fonctions chez les animaux : elles fournissent notamment une source d'énergie concentrée, isolent les tissus et constituent des composants structurels des membranes cellulaires. Elles sont composées de glycérol et de chaînes d'acides gras.

Digestion et absorption des graisses

La digestion des graisses commence par l'émulsification dans l'estomac, facilitant l'action des lipases pancréatiques qui hydrolysent les triglycérides en monoglycérides et en acides gras libres. Les sels biliaires contribuent à ce processus en formant des micelles, qui solubilisent les molécules de graisse pour leur absorption par l'épithélium intestinal via une diffusion passive et des mécanismes de transport facilité.

Métabolisme des graisses

Les acides gras absorbés à partir des lipides alimentaires ou issus du catabolisme lipidique intracellulaire peuvent être réestérifiés en triglycérides pour être stockés dans le tissu adipeux, oxydés pour la production d'énergie ou utilisés pour la synthèse de phospholipides et de stéroïdes.

Vitamines

Les vitamines sont des composés organiques qui jouent un rôle essentiel en tant que coenzymes, précurseurs et agents régulateurs dans diverses voies métaboliques. On les classe en vitamines liposolubles (A, D, E, K) et hydrosolubles (complexe B, C).

Sources, absorption et transport des vitamines

Les sources de vitamines varient selon l'alimentation et l'origine microbienne. Les vitamines liposolubles sont absorbées par la formation de micelles et la diffusion passive, tandis que les vitamines hydrosolubles sont absorbées par des mécanismes de transport actif selon leurs gradients de concentration. Les vitamines absorbées sont transportées dans la circulation sanguine liées à des protéines plasmatiques spécifiques telles que l'albumine ou les lipoprotéines.

Métabolisme des vitamines

Le métabolisme des vitamines implique l'activation, la conversion et la régulation à différents stades pour maintenir une fonction physiologique optimale. Des carences ou des excès de vitamines peuvent entraîner divers effets néfastes sur la santé.

Minéraux

Les minéraux sont des éléments inorganiques qui jouent un rôle essentiel dans de nombreux processus biologiques, notamment l'activation enzymatique, l'homéostasie ionique et le soutien structurel. Les principaux minéraux sont le calcium, le phosphore, le sodium, le potassium, le chlorure et le magnésium, tandis que les oligo-éléments comprennent le fer, le zinc, le cuivre, l'iode, le fluorure, le manganèse et le sélénium.

Sources, absorption et transport des minéraux

Les sources de minéraux varient selon l'alimentation et l'origine du sol. L'absorption des minéraux implique des mécanismes de transport actif à travers l'épithélium intestinal, puis leur transport dans la circulation sanguine, lié à des protéines plasmatiques spécifiques ou incorporé dans des organites intracellulaires selon les besoins.

Métabolisme des minéraux

Le métabolisme minéral implique des processus tels que l'activation, le stockage et l'excrétion. La régulation des taux de minéraux dans l'organisme est essentielle au maintien de l'homéostasie physiologique et à la prévention des carences ou des toxicités.

Eau

L'eau joue un rôle crucial dans de nombreux processus biologiques, notamment comme solvant, moyen de transport et régulateur de température. Elle est absorbée par l'épithélium intestinal par diffusion passive et osmose, puis distribuée dans l'organisme via le système circulatoire.

Régulation de l'équilibre hydrique

La régulation de l'équilibre hydrique implique plusieurs mécanismes visant à maintenir des niveaux optimaux dans l'organisme, notamment la soif, l'antidiurèse et la conservation rénale. Des perturbations de ces processus peuvent entraîner des affections telles que la déshydratation ou l'hyperhydratation.

Conclusion

Ce guide complet offre un aperçu des concepts clés liés à la nutrition dans le cadre de la physiologie animale. En comprenant les fonctions, les sources, l'absorption, le transport, le stockage, le métabolisme et la régulation des macronutriments (glucides, protéines, lipides), des vitamines, des minéraux et de l'eau, nous pouvons comprendre comment les animaux utilisent les substances alimentaires pour soutenir leur croissance, leur reproduction, leur entretien et leur réparation.