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1/ Définitions et généralités

On appelle métabolisme de base (ou métabolisme basal) la dépense énergétique d'un individu, lorsque celui-ci est au repos complet, éveillé, au calme émotif, allongé depuis au moins une demi-heure, à jeun depuis 12 heures, à une température ambiante n'entraînant pas de dépense énergétique de thermorégulation (= zone de neutralité thermique, autour de 18 à 20°C).

Le métabolisme basal s'exprime en :

· Calories, kilojoules ou watts par mètre carré de surface corporelle et par heure. Le métabolisme basal des mammifères est de l'ordre de 40 kcal/m²/h.

L'extrapolation du métabolisme basal sur 24 heures donne la dépense d'entretien ou dépense de fond, qui peut s'exprimer en :

· Calories (= grandes calories ou kilocalories) ou en kilojoules, par kilo de poids corporel et par jour,

• Calories ou kilojoules par jour (en prenant en considération le poids du sujet).

Une Calorie (avec un c majuscule) est égale à 1000 calories (avec un c minuscule) soit 1 kilocalorie. Une calorie permet d'élever de 1°C la température de 1 g d'eau pour passer de 14,5 à 15°C.

La Calorie, qui exprime une quantité de chaleur, est par ailleurs égale à 4,1855 joules (unité mécanique).

Les dépenses énergétiques quotidiennes d'un sujet comportent donc celles dues au métabolisme de base qui représentent 60 à 70% de la dépense énergétique totale, auxquelles vient s'ajouter la déperdition d'énergie liée au travail musculaire, à la digestion et à la thermorégulation (= maintien de la température interne du corps à 37°C).

2/ Détermination du métabolisme de base

On utilise la calorimétrie indirecte, en chambre respiratoire, qui prend en compte la quantité d'oxygène absorbée pour la respiration et la quantité de dioxyde de carbone rejeté lors de l'expiration.

3/ Facteurs de variabilité

Le métabolisme de base dépend :

· du poids

• de la taille
• du sexe
• de l'âge
• de l'état physiologique
• du régime alimentaire
• de l'activité physique
• de certaines substances

a. Variations en fonction du poids

Le poids corporel est un facteur essentiel dans la détermination du métabolisme de base. L'O.M.S. a proposé dans son rapport de 1986 des équations, basées en outre sur l'âge et le sexe, pour prévoir le métabolisme basal d'un individu. Dans le tableau ci-dessous, P représente le poids en kilos.

Selon ces formules, on obtient pour un homme de 35 ans, pesant 75 kilos, un métabolisme de base égal à :

11,6 x 75 + 879 = 1749 kcal par jour ;

Et pour une femme de 28 ans, pesant 55 kilos :

14,7 x 55 + 496 = 1304 kcal par jour.

D'une manière générale, plus un individu est lourd, plus son métabolisme basal est élevé.

2. Variations en fonction de la taille

Pour permettre une prévision encore plus précise, l'O.M.S. a déterminé des équations prenant en compte la taille du sujet, en plus de son poids, de son âge et de son sexe. Dans le tableau ci-dessous, P représente le poids en kilos et T représente la taille en mètres.

Selon ces formules, on obtient pour un homme de 35 ans, pesant 75 kilos et mesurant 1,85 m, un métabolisme de base égal à :

11,3 x 75 + 16 x 1,85 + 901 = 1778 kcal par jour ;

Et pour une femme de 28 ans, pesant 55 kilos et mesurant 1,65 m :

13,3 x 55 + 334 x 1,65 + 35 = 1318 kcal par jour.

D'une manière générale, plus un individu est grand, plus son métabolisme basal est élevé.

3. Variations en fonction du sexe

La masse maigre (= masse active ou masse musculaire) entraîne une dépense énergétique d'entretien huit à dix fois supérieure à celle engendrée par la masse grasse.

La femme a une masse grasse plus importante que l'homme qui a, en contrepartie, une masse maigre supérieure à celle de la femme. Ceci explique que les besoins énergétiques d'un homme soient supérieurs à ceux d'une femme.

4. Variations en fonction de l'âge

Avec l'âge, la masse grasse augmente tandis que la masse maigre diminue compte tenu de la fonte musculaire et de la réduction de la taille des organes. Ce phénomène naturel est d'autant plus marqué que les personnes vieillissantes ont une activité physique moins importante.

5. Variations en fonction de l'état physiologique

Le métabolisme de base correspond essentiellement, chez un sujet adulte en bonne santé, aux dépenses énergétiques liées à la circulation sanguine et à la respiration. Il diminue pendant le sommeil.

Jusqu'à l'âge de 15 ans pour les filles et 18 ans pour les garçons, il inclut la dépense énergétique liée à la croissance.

Pour la femme enceinte, il inclut la dépense énergétique liée à la gestation : cette dépense énergétique supplémentaire peut augmenter le métabolisme de base jusqu'à 20%. Pour la femme allaitant, il inclut la dépense liée à la lactation.

Certains états pathologiques augmentent les dépenses énergétiques liées à la réparation tissulaire (grands brûlés, par exemple).

La fièvre augmente le métabolisme basal de 7% par degré.

Enfin, une anomalie de la fonction thyroïdienne se traduit par une élévation ou une diminution anormales du métabolisme basal. Lorsque l'écart constaté dépasse +10% ou -10% par rapport à la valeur moyenne, on est en présence d'une hyperthyroïdie dans le 1^er cas et d'une hypothyroïdie dans le second. C'est la thyroxine, hormone thyroïdienne, qui est le facteur en cause : si l'on produit trop de thyroxine, on maigrit ; si l'on n'en produit pas assez, on grossit.

Une autre substance, l'adrénaline, hormone de la peur et du stress, augmente le métabolisme basal. Nos émotions peuvent donc accroître notre dépense énergétique dans des proportions importantes (jusqu'à 50% !) et doubler notre consommation d'oxygène. Les dépenses liées à l'émotion ne sont pas chiffrables. Il est importante d'en tenir compte cependant, puisqu'elles peuvent, par exemple, provoquer une hypoglycémie chez le sportif en proie au trac lors d'une compétition, alors que sa glycémie est habituellement bien équilibrée grâce à des apports alimentaires étudiés.

6. Variations en fonction du régime alimentaire

Notre organisme adapte ses dépenses énergétiques en fonction des apports. En cas de sous-alimentation prolongée, le métabolisme de base diminue de façon à pouvoir survivre "à l'économie". Ce phénomène d'adaptation fonctionne tout autant dans le cas contraire : une suralimentation habituelle entraîne une augmentation du métabolisme basal.

7. Variations en fonction de l'activité physique

Lorsqu'on pratique une activité sportive importante plusieurs fois par semaine, le métabolisme de base augmente de 5 à 10%, ce qui s'explique par l'accroissement de la masse musculaire.

8. Variations en fonction de certaines substances

Les psycho stimulants (caféine, nicotine) augmentent le métabolisme de base. Les sédatifs et hypnotiques produisent l'effet inverse.

4/ Dépenses énergétiques dues au travail musculaire

Qu'elles entraînent un mouvement ou non, les contractions musculaires sont responsables d'une forte dépense énergétique qui peut être mesurée par l'étude de la consommation d'oxygène, laquelle est proportionnelle au travail effectué.

En réalité, l'énergie dépensée correspond non seulement au travail mécanique mais aussi à l'adaptation de l'organisme à l'effort et à l'augmentation de la thermogenèse.

Le tableau suivant montre la dépense énergétique moyenne correspondant à différentes activités, en kcal / heure, par ordre décroissant.

5/ Dépenses énergétiques dues à la digestion

Lors de la digestion, deux types de dépenses énergétiques sont cumulées : le travail digestif lui-même et l'assimilation des nutriments.

La digestion, dont le but est de nous apporter de l'énergie (entre autres), a un coût énergétique variable en fonction de ce que nous mangeons, qualitativement (c'est ce que l'on appelle l'action dynamique spécifique des nutriments ou ADS) et quantitativement.

Ainsi, lorsque nous mangeons une ration riche en protéines, nous procédons à un gaspillage énergétique important puisque notre dépense énergétique s'accroît de 3% pour l'utilisation d'une ration glucidique, de 10% pour une ration lipidique et enfin de 30% pour une ration protéique !

Pour un repas, cette dépense correspond à une élévation de 20 à 30% du métabolisme de base : elle commence dès le début du repas et se poursuit pendant 3 à 5 heures.

L'assimilation des nutriments est responsable d'une libération d'énergie thermique, l'extra chaleur post-prandiale (ECPP), qui n'est autre que cette sensation de chaleur qui nous envahit après manger. Celle-ci peut contribuer à lutter contre le froid. En revanche, dans un environnement chaud, il est préférable d'éviter un apport excessif en protéines qui perturberait les efforts de thermorégulation de l'organisme, notamment chez les jeunes enfants.

Puisque la digestion induit des dépenses énergétiques, cela veut-il dire que si l'on fractionne sa ration énergétique en 5 petits repas au lieu de 3 gros, on dépensera plus d'énergie pour les digérer ? La réponse est oui. Il convient donc d'en tenir compte tant chez les personnes dénutries, pour éviter le gaspillage énergétique, que chez les personnes en surpoids, pour accroître les dépenses énergétiques. Mais attention, fractionnement de la ration alimentaire ne veut pas dire grignotage désordonné et ininterrompu…

6/ Dépenses énergétiques dues à la thermorégulation

Pour maintenir notre corps à une température à peu près constante lorsque la température ambiante n'est pas dans la zone de neutralité thermique, nous engageons des dépenses énergétiques liées à la thermogenèse (= production de chaleur) ou à la thermolyse (= perte de chaleur). Cette thermorégulation s'opère par divers moyens :

· la conduction, échange de chaleur entre notre peau et un solide, c'est le cas par exemple lorsque nous réchauffons nos mains au contact d'un objet chaud ;

• la convection, échange de chaleur entre notre peau et un fluide, par exemple lorsque nous nous rafraîchissons en prenant une douche froide ;
• le rayonnement, flux d'énergie émis et reçu par notre corps ;
• l'évaporation cutanée, qui nous permet d'évacuer de la chaleur sous forme de vapeur d'eau. Plus il fait chaud, plus la thermolyse par évaporation s'accroît.

Lorsque nous luttons contre le froid, la thermogenèse s'accroît par le biais de l'augmentation du tonus musculaire ajoutée à une vasoconstriction périphérique destinée à limiter les pertes par conduction, convection, rayonnement et évaporation. C'est ce qu'on appelle le métabolisme de sommet : il peut atteindre jusqu'à 5 fois le métabolisme de base. Mais nous pouvons lutter plus efficacement encore contre le froid grâce à l'exercice musculaire volontaire, lequel peut atteindre jusqu'à 15 fois le métabolisme de base, et cela tant que nous avons des réserves énergétiques. Rappelons également que l'ECPP (voir plus haut) contribue à nous réchauffer.

Dans les pays industrialisés, les dépenses énergétiques liées à la lutte contre le froid ont beaucoup diminué, c'est pourquoi il n'est plus nécessaire de manger davantage en hiver qu'en été…

Lorsque nous luttons contre la chaleur, nous ne pouvons annuler la thermogenèse liée au maintien de nos fonctions essentielles (respiration, circulation, etc.), c'est donc principalement l'évaporation cutanée qui nous permet de nous refroidir : nous pouvons perdre jusqu'à 10 litres de sueur par jour.

7/ Besoins et apports énergétiques

Un homme ayant une activité physique réduite a des besoins énergétiques correspondant à son métabolisme de base x 1,56.

Si son activité est modérée : métabolisme de base x 1,78.

Si elle est intense : métabolisme de base x 2,10.

En reprenant notre individu de sexe masculin, mesurant 1,85 m et pesant 75 kg, nous obtenons :

dans le 1^er cas : 1778 x 1,56 = 2774 kcal / jour ;

dans le 2^nd : 1778 x 1,78 = 3165 kcal / jour ;

dans le 3^ème : 1778 x 2,10 = 3734 kcal / jour.

Pour une femme, le coefficient multiplicateur est égal à 1,56 dans le cadre d'une activité légère, à 1,64 pour une activité modérée et à 1,82 pour une activité intense.

En reprenant notre individu de sexe féminin pesant 55 kg pour 1,65 m, nous obtenons :

dans le 1^er cas : 1318 x 1,56 = 2056 kcal / jour ;

dans le 2^nd : 1318 x 1,64 = 2162 kcal / jour ;

dans le 3^ème : 1318 x 1,82 = 2399 kcal / jour.

Adultes Enfants

8/ Conclusion

Tenir compte de nos besoins énergétiques dans l'établissement d'une ration est indispensable, mais la couverture de nos besoins énergétiques ne suffit pas à apporter à notre organisme tout ce dont il a besoin. En effet, d'une part, les sources d'énergie ne sont pas équivalentes (ce sujet fera l'objet d'un dossier prochainement : "Les nutriments énergétiques") et, d'autre part, les besoins nutritionnels d'un être humain sont si complexes que seule une alimentation diversifiée permet de les couvrir, en apportant d'autres substances (eau, vitamines, minéraux,…), qui ne sont pas énergétiques mais qui nous sont indispensables.

Merci au site Au régime
pour cette page


Muriel Finetin

Diététicienne Webmestre du site

La diététique en question