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Nutritif

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Cet article concerne les nutriments. Pour la nutrition chez les humains, voir Nutrition humaine. Pour la nutrition chez les animaux, voir Nutrition animale. Pour la nutrition chez les plantes, voir Nutrition des plantes.

Un nutriment est une substance utilisée par un organisme pour survivre, grandir et se reproduire. L'exigence d'apport nutritionnel alimentaire s'applique aux animaux, aux plantes, aux champignons et aux protistes. Les nutriments peuvent être incorporés dans les cellules à des fins métaboliques ou excrétés par les cellules pour créer des structures non cellulaires, telles que des cheveux, des écailles, des plumes ou des exosquelettes. Certains nutriments peuvent être métaboliquement transformés en molécules plus petites en cours de libération d'énergie, comme les glucides, les lipides, les protéines et les produits de fermentation (éthanol ou vinaigre), conduisant à des produits finaux d'eau et de dioxyde de carbone. Tous les organismes ont besoin d'eau. Les nutriments essentiels pour les animaux sont les sources d'énergie, certains des acides aminés qui sont combinés pour créer des protéines, un sous-ensemble d'acides gras, de vitamines et de certains minéraux. Les plantes nécessitent des minéraux plus divers absorbés par les racines, plus le dioxyde de carbone et l'oxygène absorbé par les feuilles. Les champignons vivent sur des matières organiques mortes ou vivantes et répondent aux besoins en nutriments de leur hôte.

Différents types d'organismes ont des nutriments essentiels différents. L'acide ascorbique (vitamine C) est essentiel, c'est-à-dire qu'il doit être consommé en quantité suffisante pour l'homme et certaines autres espèces animales, mais pas pour tous les animaux et non pour les plantes capables de le synthétiser. Les éléments nutritifs peuvent être organiques ou inorganiques: les composés organiques comprennent la plupart des composés contenant du carbone, alors que tous les autres produits chimiques sont inorganiques. Les nutriments inorganiques comprennent les nutriments tels que le fer, le sélénium et le zinc, tandis que les nutriments organiques comprennent, entre autres, des composés énergétiques et des vitamines.

Une classification utilisée principalement pour décrire les besoins nutritionnels des animaux divise les nutriments en macronutriments et en micronutriments. Consommés en quantités relativement importantes (grammes ou onces), les macronutriments (hydrates de carbone, graisses, protéines, eau) sont utilisés principalement pour générer de l'énergie ou pour incorporer dans les tissus pour la croissance et la réparation. Les micronutriments sont nécessaires en plus petites quantités (milligrammes ou microgrammes); ils ont des rôles biochimiques et physiologiques subtils dans les processus cellulaires, comme les fonctions vasculaires ou la conduction nerveuse. Des quantités inadéquates de nutriments essentiels, ou des maladies qui interfèrent avec l'absorption, entraînent une carence qui compromet la croissance, la survie et la reproduction. Les avis aux consommateurs concernant les apports nutritionnels, tels que l'apport nutritionnel aux États-Unis, sont basés sur les résultats des carences et fournissent des guides sur les macronutriments et les micronutriments pour les limites inférieures et supérieures de l'ingestion. Dans de nombreux pays, les règlements exigent que les macronutriments et les micronutriments d'un contenu significatif soient affichés sur les étiquettes des produits alimentaires. Les nutriments en plus grande quantité que l'organisme a besoin peuvent avoir des effets nocifs.[1] Les plantes comestibles contiennent également des milliers de composés généralement appelés composés phytochimiques qui ont des effets inconnus sur la maladie ou la santé, y compris une classe diversifiée avec un statut non nutritif appelé polyphénols, qui restent mal compris à partir de 2017.

Les éléments nutritifs des plantes consistent en plus d'une douzaine de minéraux absorbés par les racines, plus le dioxyde de carbone et l'oxygène absorbés ou libérés par les feuilles. Tous les organismes obtiennent tous leurs nutriments de l'environnement.[2][3]

Nutrition des plantes

Articles détaillés: Nutrition des plantes et engrais

Les plantes absorbent le carbone, l'hydrogène et l'oxygène de l'air. Ces trois, sous forme d'eau et de dioxyde de carbone.[4] D'autres nutriments sont absorbés par le sol (à l'exception de certaines plantes parasites ou carnivores). En les comptant, il y a 17 nutriments importants pour les plantes:[5] les macronutriments azote (N), phosphore (P), potassium (K), calcium (Ca), soufre (S), magnésium (Mg), carbone (C), oxygène (O) et hydrogène (H), et les micronutriments fer (Fe), bore (B), chlore (Cl), manganèse (Mn), zinc (Zn), cuivre (Cu), molybdène (Mo) et nickel (Ni). Outre le carbone, l'hydrogène et l'oxygène, l'azote, le phosphore et le soufre sont également nécessaires en quantités relativement importantes. Ensemble, les «Big Six» sont les macronutriments élémentaires pour tous les organismes.[6] Ils proviennent de matières inorganiques (par exemple, le dioxyde de carbone, l'eau, les nitrates, les phosphates, les sulfates et les molécules diatomiques d'azote et, en particulier, l'oxygène) et de matières organiques (glucides, lipides, protéines).

Types de nutriments

Article principal: Nutrition

Macronutriments

Les macronutriments sont définis de plusieurs manières.[7]

  • Les éléments chimiques que les humains consomment en plus grande quantité sont le carbone, l’hydrogène, l’azote, l’oxygène, le phosphore et le soufre.
  • Les composés chimiques que les humains consomment dans les plus grandes quantités et fournissent de l'énergie en vrac sont classés comme hydrates de carbone, protéines et graisses. L'eau doit également être consommée en grande quantité.
  • Les ions calcium, sodium, potassium, magnésium et chlorure, ainsi que le phosphore et le soufre, sont parmi les macronutriments, car ils sont nécessaires en grande quantité par rapport aux micronutriments, tels que les vitamines et autres minéraux.

Les macronutriments fournissent de l'énergie:

  • Les glucides sont des composés composés de types de sucre. Les glucides sont classés en fonction de leur nombre de sucres: monosaccharides (tels que le glucose et le fructose), les disaccharides (tels que le saccharose et le lactose), les oligosaccharides et les polysaccharides (tels que l'amidon, le glycogène et la cellulose).
  • Les protéines sont des composés organiques constitués d'acides aminés reliés par des liaisons peptidiques.Puisque le corps ne peut pas fabriquer certains des acides aminés (appelés acides aminés essentiels), le régime doit les fournir. Grâce à la digestion, les protéines sont décomposées par les protéases en acides aminés libres.
  • Les graisses sont constituées d'une molécule de glycérine avec trois acides gras attachés. Les molécules d'acide gras contiennent un groupe -COOH attaché à des chaînes hydrocarbonées non ramifiées reliées par des liaisons simples seules (acides gras saturés) ou par des liaisons doubles et simples (acides gras insaturés). Les graisses sont nécessaires pour la construction et l'entretien des membranes cellulaires, pour maintenir une température corporelle stable et pour maintenir la santé de la peau et des cheveux. Parce que le corps ne fabrique pas certains acides gras (appelés acides gras essentiels), ils doivent être obtenus par son régime alimentaire.

La matière grasse a une teneur en énergie de 9 kcal / g (~ 37,7 kJ / g) et des protéines et des hydrates de carbone de 4 kcal / g (~ 16,7 kJ / g).

Micronutriments

Les micronutriments soutiennent le métabolisme.

  • Les minéraux alimentaires sont généralement des oligo-éléments, des sels ou des ions tels que le cuivre et le fer. Certains de ces minéraux sont essentiels au métabolisme humain.
  • Les vitamines sont des composés organiques essentiels à l'organisme. Ils agissent généralement comme coenzymes ou cofacteurs pour diverses protéines dans le corps.

L'essentiel

Nutriments essentiels

Un nutriment essentiel est un nutriment nécessaire à la fonction physiologique normale, qui ne peut être synthétisé dans l'organisme - ni du tout ni en quantité suffisante - et doit donc être obtenu à partir d'une source alimentaire.[8][9] En dehors de l'eau, qui est universellement nécessaire pour le maintien de l'homéostasie chez les mammifères,[10] les nutriments essentiels sont indispensables à divers processus métaboliques cellulaires et au maintien des fonctions des tissus et des organes.[11] Dans le cas des humains, il y a neuf acides aminés, deux acides gras, treize vitamines et quinze minéraux qui sont considérés comme des nutriments essentiels.[11] De plus, plusieurs molécules sont considérées comme des nutriments conditionnellement essentiels puisqu'elles sont indispensables dans certains états développementaux et pathologiques.[11][12][13]

Acides aminés

Article principal: acide aminé essentiel

Un acide aminé essentiel est un acide aminé requis par un organisme mais qui ne peut être synthétisé de novo par lui, et doit donc être fourni dans son régime alimentaire. Sur les vingt acides aminés standard produisant des protéines, neuf ne peuvent pas être synthétisés de manière endogène par l'homme: phénylalanine, valine, thréonine, tryptophane, méthionine, leucine, isoleucine, lysine et histidine.[14][15]

Les acides gras

Article principal: Acides gras essentiels

Les acides gras essentiels (AGE) sont des acides gras que les humains et les autres animaux doivent ingérer parce que le corps en a besoin pour être en bonne santé mais ne peut pas les synthétiser.[16] On sait que seuls deux acides gras sont essentiels pour l'homme: l'acide alpha-linolénique (un acide gras oméga-3) et l'acide linoléique (un acide gras oméga-6).[17]

Vitamines

Article principal: Vitamine

Les vitamines sont des molécules organiques essentielles pour un organisme non classé en acides aminés ou en acides gras. Ils fonctionnent généralement comme des cofacteurs enzymatiques, des régulateurs métaboliques ou des antioxydants. Les humains ont besoin de treize vitamines dans leur alimentation, dont la plupart sont en fait des groupes de molécules apparentées (par exemple la vitamine E comprend les tocophérols et les tocotriénols).[18] La liste: vitamines A, C, D, E, K, thiamine (B1), Riboflavine (B2), Niacine (B3), L'acide pantothénique (B5), Vitamine B6, Biotine (B7), Folate (B9) et la vitamine B12. L'exigence de vitamine D est conditionnelle, car les personnes qui reçoivent une exposition suffisante à la lumière ultraviolette, soit du soleil ou d'une source artificielle, synthétisent la vitamine D dans la peau.

Minéraux

Article principal: Minéral (nutritif)

Les minéraux sont les éléments chimiques exogènes indispensables à la vie. Bien que les quatre éléments: le carbone, l’hydrogène, l’oxygène et l’azote soient essentiels à la vie, ils sont si abondants dans les aliments et les boissons qu’ils ne sont pas considérés comme des nutriments et qu’il n’ya pas d’apport en minéraux. Le besoin en azote est traité par les exigences fixées pour les protéines, qui sont composées d'acides aminés contenant de l'azote. Le soufre est essentiel, mais encore une fois, il n’a pas d’apport recommandé. Au lieu de cela, les apports recommandés sont identifiés pour les acides aminés contenant du soufre, la méthionine et la cystéine. Il existe des compléments alimentaires qui fournissent du soufre, tels que le méthylsulfonylméthane.

Les éléments nutritifs essentiels pour l'homme, classés par ordre de valeur nutritionnelle recommandée (masse), sont: potassium, chlore, sodium, calcium, phosphore, magnésium, fer, zinc, manganèse, cuivre, iode, chrome, molybdène, sélénium et cobalt (le dernier en tant que composant de la vitamine B12). Il y a d'autres minéraux qui sont essentiels pour certaines plantes et certains animaux, mais qui peuvent ou non être essentiels pour les humains, tels que le bore et le silicium.

Nutriments conditionnellement essentiels

Les nutriments conditionnellement essentiels sont certaines molécules organiques qui peuvent normalement être synthétisées par un organisme, mais dans certaines conditions en quantités insuffisantes. Chez l'homme, de telles conditions comprennent une naissance prématurée, un apport nutritionnel limité, une croissance rapide et certains états pathologiques.[12] La choline, l'inositol, la taurine, l'arginine, la glutamine et les nucléotides sont classés comme conditionnellement essentiels et sont particulièrement importants dans l'alimentation et le métabolisme néonatal.[12]

Nutriments non essentiels

Les nutriments non essentiels sont des substances présentes dans les aliments qui peuvent avoir un impact significatif sur la santé. ces substances peuvent être bénéfiques ou toxiques. Par exemple, les fibres alimentaires ne sont pas absorbées dans le tube digestif humain, mais elles sont importantes pour maintenir la majeure partie des selles afin d'éviter la constipation.Un sous-ensemble de fibres alimentaires, fibres solubles, peut être métabolisé par des bactéries résidant dans le gros intestin.[19][20][21] Les fibres solubles sont commercialisées comme servant une fonction prébiotique - favorisant les bactéries intestinales «saines». Le métabolisme bactérien des fibres solubles produit également des acides gras à chaîne courte tels que l'acide butyrique, qui peut être absorbé par les cellules intestinales en tant que source de calories.[19][20][21]

Non-nutriments

Éthanol (C2H5OH) fournit des calories. Pour les spiritueux (vodka, gin, rhum, etc.), une portion standard aux États-Unis est de 1,5 once liquide (44 ml), qui à 40% d'éthanol (80 preuves) serait de 14 grammes et 98 calories. À 50% d'alcool, 17,5 grammes et 122,5 calories. Le vin et la bière contiennent une quantité similaire d'éthanol en portions de 5 onces liquides (150 ml) et 12 onces liquides (350 ml), respectivement, mais ces boissons contiennent également des calories autres que l'éthanol. Une portion de 5 onces de vin contient 100 à 130 calories. Une portion de 12 onces de bière contient de 95 à 200 calories. Selon le ministère de l'Agriculture des États-Unis, basé sur les enquêtes NHANES 2013-2014, les femmes de 20 ans et plus consomment en moyenne 6,8 grammes d'alcool par jour et les hommes consomment en moyenne 15,5 grammes par jour.[22] En ne tenant pas compte de la contribution sans alcool de ces boissons, les apports caloriques moyens en éthanol sont respectivement de 48 et 108 cal / jour. Les boissons alcoolisées sont considérées comme des aliments vides en calories parce que, à l'exception des calories, elles n'apportent aucun élément nutritif essentiel.

Par définition, les composés phytochimiques comprennent tous les composants nutritionnels et non nutritionnels des plantes comestibles.[23] Les constituants nutritionnels sont des caroténoïdes de provitamine A,[24] tandis que ceux sans statut nutritionnel sont des polyphénols, des flavonoïdes, du resvératrol et des lignanes, souvent réputés avoir des effets antioxydants, présents dans de nombreux aliments végétaux.[25] Un certain nombre de composés phytochimiques sont en cours de recherche préliminaire pour leurs effets potentiels sur les maladies humaines et la santé.[23][24][25] Cependant, la qualification pour le statut nutritionnel des composés aux propriétés mal définies in vivo est qu'ils doivent d'abord être définis avec un niveau d'apport alimentaire de référence pour permettre un étiquetage alimentaire précis,[26] une condition non établie pour la plupart des composés phytochimiques qui sont prétendus être des nutriments antioxydants.[27]

Lacunes et toxicité

Voir Vitamine, Minérale (nutriment), Protéine (nutriment)

Une quantité insuffisante d'un nutriment est une carence. Les carences peuvent être dues à un certain nombre de causes, y compris une insuffisance dans l'apport en nutriments, appelée carence alimentaire, ou à plusieurs autres conditions qui interfèrent avec l'utilisation d'un nutriment dans un organisme.[1] Certaines des conditions qui peuvent interférer avec l'utilisation des nutriments comprennent les problèmes d'absorption des nutriments, les substances qui causent un besoin supérieur en éléments nutritifs, les conditions qui causent la destruction des nutriments et les conditions qui provoquent une plus grande excrétion des nutriments.[1] La toxicité des éléments nutritifs se produit lorsque la consommation excessive d'un élément nutritif nuit à un organisme.[28]

Aux États-Unis et au Canada, les apports nutritionnels recommandés en nutriments essentiels sont basés sur le niveau minimum qui «maintiendra un niveau défini de nutriments chez un individu», une définition légèrement différente de celle utilisée par l'Organisation mondiale de la santé et l'alimentation et l'agriculture. Organisation d'une "exigence de base pour indiquer le niveau d'apport nécessaire pour prévenir les signes pathologiques pertinents et cliniquement détectables d'une insuffisance alimentaire".[29]

En fixant des lignes directrices sur les nutriments humains, les organisations gouvernementales ne sont pas nécessairement d'accord sur les quantités nécessaires pour éviter les carences ou les quantités maximales afin d'éviter le risque de toxicité.[30][31][32] Par exemple, pour la vitamine C, les apports recommandés vont de 40 mg / jour en Inde[33] à 155 mg / jour pour l'Union européenne.[34] Le tableau ci-dessous indique les besoins moyens estimés et les apports nutritionnels recommandés pour les vitamines et les minéraux, les PRI pour l'Union européenne (le même concept que les ADD), suivis de ce que trois organisations gouvernementales considèrent comme l'apport maximal sûr. Les RDA sont plus élevées que les EAR pour couvrir les personnes ayant des besoins supérieurs à la moyenne. Des apports adéquats (AI) sont définis lorsqu'il n'y a pas suffisamment d'informations pour établir des EAR et des RDA. Les gouvernements tardent à réviser les informations de cette nature. Pour les valeurs américaines, à l'exception du calcium et de la vitamine D, toutes les données datent de 1997-2004.[15]

Nutritif EAR américain[30] Le plus élevé des États-Unis
RDA ou AI[30]
Plus haut UE
PRI ou AI[34]
Limite supérieure Unité
NOUS.[30] UE [31] Japon[32]
Vitamine A 625 900 1300 3000 3000 2700 μg
Vitamine C 75 90 155 2000 ND ND mg
Vitamine D 10 15 15 100 100 100 μg
Vitamine K NE 120 70 ND ND ND μg
α-tocophérol (Vit E) 12 15 13 1000 300 650-900 mg
Thiamine (Vit B1) 1.0
4.2
5
15
4
5
3
2
2
2
1
1