Nous allons retenir ici 4 types de molécules organiques :
— les glucides
— les lipides
— les protéines
— les vitamines
Ces 4 grands types de molécules assurent trois fonctions :
— énergétique
— structurelle ou plastique
— biochimique
Les molécules énergétiques
Les glucides sont considérées comme les molécules énergétiques par excellence. Leur oxydation permet de maintenir la température interne constante chez les homéothermes. Chez les hibernants, lorsque la température extérieure baisse l'animal diminue son métabolisme jusqu'à un minimum pouvant atteindre —98% diminuant ainsi sa consommation de glucides afin de passer tout l'hiver sur ses réserves.
Loir en hibernation
Les ours ne sont pas des hibernants car leur température interne reste constante. On parle d'hivernation ou de semi-hibernation.
Ours en hivernation
Les lipides constituent, en grande partie, les réserves énergétiques de l'individu puisque l'organisme ne peut stocker qu'une très faible quantité de glucose sous forme de glycogène (100 g dans le foie et 200 g dans les muscles chez un homme). Ces réserves lipidiques sont les seules sources énergétiques dont dispose un hibernant.
Chez l'homme, ces réserves lipidiques sont stockées dans les tissus adipeux. Elles ne sont utilisées qu'en cas d'impossibilité d'utilisation directe des glucides.
Les molécules plastiques ou structurelles
Les lipides sont aussi des molécules qui interviennent dans la structuration de nombreux éléments biologiques comme les membranes plasmiques.
Parmi les lipides, on peut retenir en premier lieu, les acides gras. Ce sont des très longues molécules constituées de molécules de carbone et d'hydrogène et d'une fonction acide. Certains acides gras sont dits indispensables car leur carence (leur manque) peut entraîner de graves troubles. On peut citer l'acide arachidonique qui est un précurseur des prostaglandines qui interviennent dans les processus immunitaires.
Les acides gras sont classés en deux grands groupes, les acides gras saturés et les acides gras insaturés.
Les acides gras saturés ne contiennent pas de double liaison C=C. On les considère comme source de cholestérol sanguin et donc pouvant entraîner des risques de maladies cardiovasculaires. Ils sont d'origine animale (beurre, crème, graisse d'oie, graisse de bœuf). Cependant, leur suppression totale est dangereuse car ils sont nécessaires à la structuration des membranes.
Les acides gras insaturés sont de deux types :
— les acides gras mono-insaturés qui ne possèdent qu'une double liaison C=C
— les acides gras poly-insaturés qui possèdent plusieurs liaisons C=C.
Ils sont d'origine végétale (huiles). Il existe plusieurs nomenclatures des acides gras. Une très utilisée dans la consommation est la classification en oméga.
Certains acides gras insaturés auraient un effet préventif sur les maladies cardiovasculaires.
Les différents types d'acides gras
Quelques nomenclatures des acides gras
Un exemple d'alicament (aliment-médicament) : une bouteille d'huile avec des oméga-3
Un autre groupe de lipides est aussi très important dans le fonctionnement de l'organisme : les stéroïdes.
Parmi les stéroïdes un groupe de substances appelé stérols jouent un rôle essentiel dans la constitutions des lipides de membranes associés aux protéines. Le plus connu est le cholestérol qui est synthétisé à partir d'aliments comme les œufs, le foie, la viande ou la cervelle.
Le cholestérol a mauvaise réputation car on l'a associé longtemps aux maladies cardiovasculaires. Aujourd'hui, compte-tenu du caractère héréditaires de l'hyper-cholestérolémie, on a tendance à ne plus proposer de régime dépourvu de lipides.
Les protéines sont constituées de chaînes d'acides aminés. L'apport en acides aminés se fait par la nutrition. S'il existe 20 acides aminés naturels, seuls 10 sont dix essentiels ou indispensables. De nombreuses expériences au début du XXème siècle, ont montré qu'un régime sans cystéine proposé à des rats entrainait le dépérissement des animaux.
Attention, les acides aminés essentiels ne sont pas les mêmes selon les espèces animales.
On a pu montré que les animaux se développent bien s'il reçoivent une mélange équilibré de ces acides aminés.
Le ratio entre les acides aminés est différent chez l'enfant (ration de croissance) et chez l'adulte (ration d'entretien).
Amino-acides essentiels et non essentiels chez l'homme. Le cas de l'arginine est discuté.
Un certain nombre d'acides aminés sont obtenus par transamination dans l'organisme. Cela signifie qu'un acide aminé va réagir avec une autre molécule pour donner un nouvel acide aminé. Ces réactions sont catalysées par des enzymes appelées transaminases.
On considère qu'un individu normal doit consommer environ 1 g de protéines par jour par kilo de poids de corps. Chez les adolescents, les femmes enceintes et les femmes allaitantes, le taux doit être légèrement supérieur. C'est le cas aussi chez les sportifs qui veulent augmenter leur masse musculaire.
Le prise de protéine a donc un aspect qualitatif et quantitatif. Certains acides aminés n'étant présent que dans les produits d'origine animale, les personnes qui suivent un régime végétarien ou végan doivent être suivies par un nutritionniste (sérieux) et à fortiori, les enfants, afin de trouver des solutions de remplacement.
Un excès de protéines — on a vu des culturistes absorber 3,5 ou 4 g de protéines par kilo de poids de corps — peut entrainer des dommages irrémédiables à la fonction rénale. Ces dommages se traduisent, la plupart du temps, par des crises d'urémie. Les reins n'assurant plus leur fonction, l'urée qui est normalement excrétée, se retrouve dans le sang. Sans une intervention rapide et une dialyse, une crise d'urémie est souvent fatale.
Un bodybuilder des années 2000 dont les reins ont lâché par excès de protéines (et sans doute d'anabolisants). Il a eu de la chance d'être pris en charge rapidement.
Une carence protéique se traduit chez l'adulte par une fonte musculaire. Chez l'enfant ou le fœtus, la croissance est réduite et le développement mental peut être altéré. Ce problème est récurrent dans les pays en voie de développement. Les ONG estiment qu'en 2020, 45 millions de personnes en Afrique sont menacés par la famine. Depuis les années 1950, une carence en protéines s'appelle un kwashiorkor un mot provenant d'une langue parlée en Afrique de l'ouest (Ghana) et signifiant, "enfant rouge" du fait de la dépigmentation des enfants atteints.
Les ONG s'inquiètent de l'apparition des ces problèmes de nutrition qui apparaissent sporadiquement dans les camps de réfugiés. La situation risque de devenir incontrôlable lorsque de très grandes migrations de populations se produiront suite aux changements climatiques.
Une fillette atteinte de kwashiorkor
Les molécules fonctionnelles
Nous retiendrons deux grands types de molécules fonctionnelles : les hormones et les vitamines
Les hormones
Les hormones sont des molécules qui sont sécrétées par une glande et agissent sur une autre glande ou un organe. Elles sont véhiculées par le sang et se fixe sur des récepteurs spécifiques portés par les glandes sur lesquelles elles agissent.
Les hormones protéiques
Comme leur nom l'indique ces molécules sont constitués de protéines. On peut citer comme exemple, les deux hormones pancréatiques qui agissent sur les cellules hépatiques afin de réguler la glycémie. L'insuline permet une baisse de la glycémie en provoquant le stockage du glucose par le foie sous forme de glycogène alors que son antagoniste, le glucagon provoque un déstockage du glucose en cas d'hypoglycémie.
Le foie et le pancréas
La molécule d'insuline
La molécule de glucagon
Les hormones lipidiques
Dérivant des stérols, les hormones stéroïdiennes ont des rôles très variées. Nous retiendrons deux types d'hormones stéroïdiennees, les hormones d'origine surrénalienne et les hormones d'origine gonadique.
Les glandes surrénales sont des petites glandes situées au dessus des reins. C'est le cas du cortisol.
Position des glandes surrénales
Rôles des surrénales
Les glucocorticoïdes agissent sur le métabolisme, sur les processus inflammatoires, et sur le rythme circadien, c'est à dire le cycle de 24 heures de fonctionnement de l'organisme.
Les minéralocorticoïdes agissent essentiellement sur l'homéostasie hydrique (régulation de la quantité d'eau dans l'organisme) et sur l'activité rénale. C'est le cas de l'aldostérone.
