NUTRITION

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Du fait même qu'il fonctionne, tout organisme dépense. S'il paraît évident que la croissance exige la fourniture de nouveaux matériaux, il n'en est pas moins vrai que le simple entretien des cellules vivantes demande un apport constant de matière et d'énergie sous forme de nutriments que fourniront les aliments (presque toujours après transformation).. Ces nutriments sont les molécules assimilables. Elles constituent les matières premières de synthèses, d'une part, et d'autre part les sources d'énergie nécessaires à la croissance et à la maintenance ou entretien des organismes.

La preuve qu'il existe un renouvellement matériel constant a été donnée dès 1939 et 1940, lors d'expériences faites avec des composés marqués par des isotopes traceurs. Des rats ingérant un acide aminé, la leucine, marqué par l'azote de masse atomique 15, ainsi que des plants de tabac recevant du chlorure d'ammonium marqué de la même façon incorporent dans leurs protéines davantage d'azote que n'en requiert leur seule croissance. Cela montre qu'une fraction de leurs protides se trouve remplacée par des protides nouveaux, indépendamment de tout accroissement protoplasmique.

La nutrition, flux continuel d'échanges ordonnés entre l'être vivant et son milieu, a donc pour fonction de permettre les remaniements de l'organisme de telle sorte qu'on peut la définir comme le « double mouvement continu de combinaison et de décombinaison que présentent, sans se détruire, les végétaux et les animaux » (Littré). C'est pourquoi, à quelques rares exceptions près (vie suspendue des Rotifères, Nématodes, Tardigrades ; vie ralentie des hibernants ; vie latente des graines, des Mousses et des Lichens en période de sécheresse), la privation de nourriture, et plus généralement l'interruption des échanges nutritionnels, aboutit à la mort.

La vie se résume dès lors en une continuelle transformation d'énergie et de matière (cf. bioénergétique et métabolisme), qui implique la satisfaction des besoins nutritionnels correspondants. C'est à l'étude de ces besoins (et à leur régulation chez l'homme) que sera consacré le présent article. Pour évaluer les besoins matériels, il convient de connaître la nature et la quantité des matériaux mis en œuvre, c'est-à-dire la composition chimique des organismes (tabl. 1). Chez l'animal adulte à l'entretien, par exemple, on pourra ensuite estimer l'intensité de l'usure (catabolisme) en mesurant les pertes pour chaque groupe de substances. Bien entendu, la grandeur des besoins varie selon l'état physiologique. Dans les états où prédominent la production et la mise en réserve de matière, on devra tenir compte de l'existence de différents types de synthèse organique (anabolisme), comme il apparaît dans le tableau 2.

Composition élémentaire d'un organisme végétal

Tableau : Composition élémentaire d'un organisme végétal

Composition élémentaire (en g p. 100) d'un organisme végétal (blé, d'après Latschaw e Miller, 1924) et d'un organisme animal (d'après Simmonet). Comparer avec la composition élémentaire de la lithosphère. 

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Plante et animal : constituants chimiques des tissus

Tableau : Plante et animal : constituants chimiques des tissus

Comparaison des constituants chimiques (en g %) des tissus d'une plante (graminée) et des tissus mous d'un animal (homme). D'après E. Pilet. 

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Quelles que soient les exigences particulières des organismes, le courant d'échanges entre leur milieu intérieur et le milieu extérieur auquel ils sont soumis est nécessairement accompagné d'une dégradation dominante de l'énergie. Les besoins nutritionnels peuvent donc être évalués sous l'angle énergétique et, dans ce cas, on les calculera en déterminant l'équivalent de calories ou de joules dépensé par l'organisme.

Chez les végétaux dits autotrophes, l'énergie nécessaire est fournie par la lumière ou par des réactions chimiques mettant en jeu des composés exclusivement minéraux : l'absorption de l'eau, des éléments minéraux et de dioxyde de carbone apportera les nutriments indispensables à l'élaboration endoénergétique des composés organiques des plantes, qui sont aussi source de matières nutritives pour d'autres êtres vivants.

Les animaux, en effet, tout comme les végétaux parasites ou saprophytes sont des êtres dont la nutrition implique l'absorption d'aliments organiques, et ils sont dits hétérotrophes. L'énergie qu'ils dépensent provient exclusivement des phénomènes biochimiques du catabolisme qui se déroulent dans les cellules : cette énergie représente les dépenses de croissance, de fonction, d'entretien. L'énergie de croissance et d'entretien permet la synthèse de molécules organiques très complexes : glucides, lipides et surtout protides nouveaux, par couplage de réactions biochimiques endergoniques (c'est-à-dire consommatrices d'énergie), de construction, avec des réactions exergoniques (productrices d'énergie) fondées sur la destruction de molécules organiques étrangères riches en énergie potentielle. Celles-ci sont fournies par l'ingestion d'aliments organiques. Leurs macromolécules glucidiques, protidiques, lipidiques sont dégradées par hydrolyse enzymatique au cours des processus de digestion. Ainsi sont obtenus des nutriments organiques à squelette carboné relativement court (glucose, acides aminés, acides gras) qui sont absorbés et passent dans le milieu intérieur de l'animal. Amenés au contact des cellules par la circulation, ces nutriments entrent dans le métabolisme cellulaire, s'intégrant à la matière vivante – c'est l'assimilation – ou se dégradant plus ou moins complètement, d'où l'excrétion de produits résiduels. Ces différentes fonctions atteignent, au moins chez les animaux supérieurs, une grande complexité. Dans de tels organismes, les fonctions de nutrition sont asservies d'une part à la réalisation d'un milieu biologique relativement constant (homéostasie) et d'autre part à l'exécution des programmes comportementaux exprimant les fonctions de relation. La coordination et la régulation du métabolisme dépendent ici de l'intervention de mécanismes d'intégration fonctionnelle tant nerveux (cf. système nerveux, système neurovégétatif) qu'hormonaux (cf. système endocrinien, hormones). La nutrition humaine, qui pose des problèmes particuliers, par ses dimensions sociétales, culturelles ou géopolitiques,sera traitée en troisième lieu.

Nutrition végétale

Nature des besoins

Jusqu'au milieu du xviie siècle, notamment sous l'influence du physiologiste italien Andrea Cesalpino (1583), on continuait d'adopter les théories d'Aristote selon lesquelles les plantes recevaient du sol une nourriture tout élaborée : l'humus. Sans doute, dès 1563, un précurseur de génie, Bernard Palissy, avait eu une notion tout à fait claire du rôle des sels minéraux dans la vie végétale, mais ses idées, appuyées pourtant sur des remarques de bon sens, n'eurent aucune influence sur ses contemporains.

Il fallut attendre le xixe siècle pour qu'on puisse recueillir, à la suite des travaux de Lavoisier, les données [...]

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Composition élémentaire d'un organisme végétal

Composition élémentaire d'un organisme végétal
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Plante et animal : constituants chimiques des tissus

Plante et animal : constituants chimiques des tissus
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Justus Liebig

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Dionée attrape-mouche

Dionée attrape-mouche
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  • : professeur honoraire de physiologie végétale à l'université de Paris-VII, membre de l'Académie d'agriculture
  • : directeur d'institut au C.N.R.S.
  • : professeur honoraire à l'université de Paris-Sud, correspondant de l'Académie des sciences
  • : docteur ès sciences, professeur honoraire à l'université de Paris-VI-Pierre-et-Marie-Curie

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Pour citer l’article

René HELLER, Raymond JACQUOT, Alexis MOYSE, Marc PASCAUD, « NUTRITION », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 25 novembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/nutrition/