Métabolisme de base

Le métabolisme de base (MB), ou métabolisme basal, correspond aux besoins énergétiques « incompressibles » de l'organisme, c’est-à-dire la dépense d'énergie minimum quotidienne permettant à l'organisme de survivre ; au repos, l’organisme consomme en effet de l’énergie pour maintenir en activité ses fonctions (cœur, cerveau, respiration, digestion, maintien de la température du corps), via des réactions biochimiques (qui utilisent l'ATP). Il est exprimé sur la base d'une journée, donc en joules ou en calories par jour. L'alimentation permet de subvenir à ces besoins énergétiques.

Le métabolisme de base dépend de la taille, du poids, de l’âge, du sexe et de l’activité thyroïdienne. La température extérieure et les conditions climatiques influent également sensiblement. Le métabolisme basal diminue avec l'âge, de 2 à 3 % par décennie après l'âge adulte. Les enfants ont par contre un métabolisme basal deux fois plus élevé que celui des adultes.

À titre d'exemple, le métabolisme de base pour un homme de 20 ans, mesurant 1,80 m et pesant 70 kg est d'environ 6 300 kJ/j (1 510 kcal/j). Celui d'une femme de 20 ans, mesurant 1,65 m et pesant 60 kg est d'environ 5 500 kJ/j (1 320 kcal/j).

Lorsque la thermorégulation maintient un haut niveau de métabolisme au repos, les physiologistes parlent de tachymétabolisme (animaux tachymétaboliques). Lorsque les animaux sont capables de tomber dans un état léthargique semblable à la mort en attendant que les conditions redeviennent favorables à la reprise d'activité, les physiologues parlent de bradymétabolisme (animaux bradymétaboliques).

À cette dépense énergétique de repos s'ajoutent deux types de métabolismes :

  • métabolisme post-prandial : dépense calorique consécutive à un repas (manger consomme de l'énergie : ADS = Activité dynamique spécifique) ;
  • métabolisme de l'exercice : dépense calorique consécutive à un effort physique ou du cerveau pendant un travail intellectuel ou de concentration intense (examens, conduite automobile...). Ce besoin est difficilement quantifiable étant donné qu'il varie d'un individu à l'autre et d'une situation à l'autre.

Valeurs numériques

Mesure

Dès la fin du xviiie siècle, Lavoisier mesurait le « feu de la vie » en quantifiant la chaleur produite par un cochon d'Inde au moyen d'une enceinte entourée de blocs de glace[1].

Si la mesure du taux métabolique est relativement aisée pour les mammifères (animaux homéothermes et d'assez grande taille), elle relève du défi pour les invertébrés de petite taille. En 2018, une étude microcalorimétrique a permis de mesurer le taux métabolique d'un crustacé de quelques microgrammes, une puce d'eau (Daphnia) : entre 1 et 7 µW en fonction de l'âge (1 à 7 jours)[1],[2].

Modèles

Plusieurs formules ont été proposées pour estimer le métabolisme de base.

La formule de Harris et Benedict recalculée par Roza et Shizgal (1984) :

  • hommes : ,
  • femmes : ,

où :

MB est le métabolisme de base en kilocalories,
P la masse en kilogrammes,
T la taille en mètres,
A l'âge en années.

Mais c'est la formule de Black et al. (1996) qui est actuellement la référence, en particulier dans le cas des sujets en surpoids et des personnes âgées (de plus de 60 ans) :

  • hommes : ,
  • femmes : .

Soit, exprimée en kilocalories (1000 kcal = 4,186 MJ) :

  • hommes : ,
  • femmes : .
Besoins caloriques quotidiens moyens estimés en fonction de l'activité
(pour un MB de 1650 kcal environ)
activité Mode de calcul Kilocalories
Homme et femme sédentairesMétabolisme de base x 1,372261
Homme et femme actifsMétabolisme de base x 1,552558
Homme et femme sportifsMétabolisme de base x 1,80 (voire x 2)2971

Statistiques

Le tableau ci-dessous[3] permet l'estimation des besoins caloriques (métabolisme de base + dépenses caloriques d'activité) en fonction de l'intensité de l'activité (sédentaire ou actif), compte tenu de l'âge, du sexe et du poids du sujet. Un coefficient constant est appliqué au métabolisme basal pour obtenir les besoins caloriques d'un sujet sédentaire (sed = MB x 1,37) et d'un sujet actif (actif = MB x 1,55).

Sexe Taille Poids 25 à 30 ans 30 à 35 ans 35 à 40 ans 40 à 45 ans 45 à 50 ans 50 à 60 ans Plus de 60 ans
MB sed actif MB sed actif MB sed actif MB sed actif MB sed actif MB sed actif MB sed actif
Homme de 1,70 m à 1,80 m 120 2220 3041 3441 2171 2975 3366 2131 2919 3303 2096 2871 3249 2066 2830 3202 2024 2773 3137 1973 2702 3057
de 1,70 m à 1,80 m 115 2175 2980 3371 2127 2915 3298 2088 2860 3236 2054 2813 3183 2024 2773 3137 1983 2716 3073 1933 2648 2996
de 1,70 m à 1,80 m 110 2129 2917 3300 2083 2853 3228 2044 2800 3168 2010 2754 3116 1981 2714 3071 1941 2659 3009 1892 2592 2932
de 1,70 m à 1,80 m 105 2082 2852 3227 2037 2790 3157 1999 2738 3098 1966 2693 3047 1937 2654 3003 1898 2600 2942 1850 2535 2868
de 1,70 m à 1,80 m 100 2034 2786 3152 1989 2726 3084 1952 2675 3026 1920 2631 2977 1892 2593 2933 1854 2540 2874 1807 2476 2801
de 1,70 m à 1,80 m 95 1984 2719 3076 1941 2659 3009 1905 2610 2952 1874 2567 2904 1846 2530 2862 1809 2478 2804 1763 2416 2733
de 1,70 m à 1,80 m 90 1934 2649 2997 1891 2591 2932 1856 2543 2877 1826 2501 2830 1799 2465 2789 1763 2415 2732 1718 2354 2663
de 1,70 m à 1,80 m 85 1881 2577 2916 1840 2521 2852 1806 2474 2799 1776 2433 2753 1750 2398 2713 1715 2350 2658 1672 2290 2591
de 1,70 m à 1,80 m 80 1827 2503 2832 1787 2449 2770 1754 2403 2719 1725 2364 2674 1700 2329 2635 1666 2282 2582 1624 2224 2517
de 1,70 m à 1,80 m 75 1772 2427 2746 1733 2374 2686 1700 2330 2636 1673 2292 2593 1648 2258 2555 1615 2213 2503 1574 2157 2440
de 1,80 m à 1,90 m 120 2282 3127 3538 2233 3059 3460 2191 3001 3396 2155 2952 3340 2124 2910 3292 2081 2851 3225 2028 2778 3144
de 1,80 m à 1,90 m 115 2236 3064 3466 2187 2997 3391 2147 2941 3327 2111 2893 3273 2081 2851 3225 2039 2793 3160 1987 2722 3080
de 1,80 m à 1,90 m 110 2189 2999 3393 2141 2934 3319 2101 2879 3257 2067 2832 3204 2037 2791 3157 1996 2734 3093 1945 2665 3015
de 1,80 m à 1,90 m 105 2141 2933 3318 2094 2869 3246 2055 2815 3185 2021 2769 3133 1992 2729 3087 1952 2674 3025 1902 2606 2948
de 1,80 m à 1,90 m 100 2091 2865 3241 2045 2802 3171 2007 2750 3111 1974 2705 3060 1946 2666 3016 1906 2612 2955 1858 2546 2880
de 1,80 m à 1,90 m 95 2040 2795 3162 1996 2734 3093 1958 2683 3036 1926 2639 2986 1898 2601 2943 1860 2548 2883 1813 2484 2810
de 1,80 m à 1,90 m 90 1988 2724 3081 1945 2664 3014 1908 2614 2958 1877 2572 2909 1850 2534 2867 1812 2483 2809 1767 2420 2738
de 1,80 m à 1,90 m 85 1934 2650 2998 1892 2592 2933 1857 2544 2878 1826 2502 2831 1800 2466 2790 1763 2416 2733 1719 2355 2664
de 1,80 m à 1,90 m 80 1879 2574 2912 1838 2518 2848 1803 2471 2795 1774 2430 2750 1748 2395 2710 1713 2347 2655 1669 2287 2588
de 1,80 m à 1,90 m 75 1821 2495 2823 1782 2441 2762 1748 2395 2710 1720 2356 2666 1695 2322 2627 1661 2275 2574 1618 2217 2509
Femme de 1,55 m à 1,70 m 95 1698 2326 2631 1661 2275 2574 1630 2233 2526 1603 2196 2485 1580 2164 2449 1548 2120 2399 1514 2075 2347
de 1,55 m à 1,70 m 90 1654 2266 2564 1618 2217 2508 1588 2175 2461 1562 2140 2421 1539 2109 2386 1508 2066 2338 1476 2022 2287
de 1,55 m à 1,70 m 85 1609 2205 2495 1574 2157 2440 1545 2116 2395 1520 2082 2355 1498 2052 2321 1467 2010 2274 1436 1967 2225
de 1,55 m à 1,70 m 80 1563 2142 2423 1529 2095 2370 1501 2056 2326 1476 2022 2288 1455 1993 2255 1425 1953 2209 1395 1911 2162
de 1,55 m à 1,70 m 75 1516 2076 2349 1483 2031 2298 1455 1993 2255 1431 1960 2218 1410 1932 2186 1382 1893 2142 1352 1852 2096
de 1,55 m à 1,70 m 70 1466 2009 2273 1434 1965 2223 1407 1928 2181 1384 1897 2146 1364 1869 2115 1337 1831 2072 1308 1792 2027
de 1,55 m à 1,70 m 65 1415 1939 2193 1384 1896 2145 1358 1861 2105 1336 1830 2071 1317 1804 2041 1290 1767 1999 1262 1729 1957
de 1,55 m à 1,70 m 60 1362 1865 2111 1332 1825 2064 1307 1791 2026 1286 1761 1993 1267 1736 1964 1241 1701 1924 1215 1664 1883
de 1,55 m à 1,70 m 55 1306 1789 2024 1277 1750 1980 1254 1717 1943 1233 1689 1911 1215 1665 1884 1191 1631 1845 1165 1596 1806
de 1,55 m à 1,70 m 50 1248 1709 1934 1220 1672 1891 1198 1641 1856 1178 1614 1826 1161 1590 1799 1137 1558 1763 1113 1525 1725
de 1,70 m à 1,80 m 110 1893 2594 2934 1852 2537 2870 1817 2490 2817 1787 2449 2771 1762 2413 2730 1726 2365 2675 1689 2314 2618
de 1,70 m à 1,80 m 105 1851 2536 2870 1811 2481 2807 1777 2435 2754 1748 2395 2709 1723 2360 2670 1688 2312 2616 1652 2263 2560
de 1,70 m à 1,80 m 100 1809 2478 2803 1769 2424 2742 1736 2378 2691 1708 2339 2647 1683 2305 2608 1649 2259 2556 1613 2210 2501
de 1,70 m à 1,80 m 95 1765 2417 2735 1726 2365 2675 1694 2320 2625 1666 2282 2582 1642 2249 2545 1609 2204 2493 1574 2156 2440
de 1,70 m à 1,80 m 90 1719 2355 2665 1682 2304 2607 1650 2261 2558 1623 2224 2516 1600 2192 2480 1567 2147 2430 1534 2101 2377
de 1,70 m à 1,80 m 85 1673 2292 2593 1636 2242 2536 1606 2200 2489 1579 2164 2448 1556 2132 2413 1525 2089 2364 1492 2044 2313
de 1,70 m à 1,80 m 80 1625 2226 2518 1589 2177 2463 1560 2137 2417 1534 2102 2378 1512 2071 2343 1481 2029 2296 1449 1986 2247
de 1,70 m à 1,80 m 75 1575 2158 2442 1541 2111 2388 1512 2071 2344 1487 2038 2305 1466 2008 2272 1436 1967 2226 1405 1925 2178
de 1,70 m à 1,80 m 70 1524 2088 2362 1491 2042 2311 1463 2004 2267 1439 1971 2230 1418 1943 2198 1389 1903 2153 1359 1862 2107
de 1,70 m à 1,80 m 65 1471 2015 2280 1439 1971 2230 1412 1934 2188 1389 1902 2152 1368 1875 2121 1341 1837 2078 1312 1797 2034

Influence de l'alimentation sur le métabolisme de base

Il a été constaté qu'un effet fréquent des régimes alimentaires était d'abaisser le métabolisme de base, l'organisme se mettant sur un mode de réaction à la disette probablement hérité de la préhistoire. Ce phénomène est appelé thermogenèse adaptative[4] et explique l'effet yoyo des régimes[5]. L'expérience montre que la plupart des régimes sont inadaptés puisqu'à la phase de perte de poids succède une phase en plateau, puis une reprise de poids.

Strictement parlant, lors d'un régime occasionnant une perte de poids importante, le métabolisme est diminué pour deux raisons :

  • le corps est moins lourd et il nécessite par conséquent moins d'énergie pour l'entretenir ;
  • le métabolisme de base est diminué par la thermogénèse adaptative[6], de 5 à 30 %[7].

Il semble que les régimes qui sont légèrement restrictifs, qui fractionnent les repas, qui sont plus riches en protéines (nutriments plus coûteux en énergie à digérer) et qui sont accompagnés d'exercices physiques (qui aident à maintenir la masse musculaire) provoquent moins l'effet yoyo. Les régimes riches en protéines font toutefois l'objet d'études aux résultats contradictoires[8],[9].

D'autre part, puisque le métabolisme de base diminue avec l’âge, la masse musculaire s'amenuisant, l'alimentation doit être progressivement modifiée pour ne pas prendre de poids avec les années.

Influence de l'activité physique sur le métabolisme de base

Une activité physique régulière maintient un métabolisme de base à ses niveaux physiologiques habituels. L'exercice physique de longue durée provoque une augmentation du métabolisme, en particulier du catabolisme musculaire (oxydation des substrats présents dans le muscle), ce qui implique que, lors de la phase de récupération qui suit l'effort, le métabolisme de base se trouve toujours augmenté[réf. nécessaire].

On peut aussi considérer que l'activité physique vient contrecarrer le catabolisme musculaire qui intervient lors d'un régime parce que l'organisme, en cas de déficit en énergie, ne puise pas seulement dans les réserves de graisses mais aussi dans les réserves de protéines musculaires (néoglucogénèse).

Enfin, le pourcentage de masse grasse et de masse musculaire a un effet sur le métabolisme de base. À poids égal, les graisses consomment moins d'énergie que les muscles[10]. Augmenter la masse musculaire permet donc d'augmenter le métabolisme de base[11].

Notes et références
  1. « La chaleur d'une puce d’eau : une nouvelle méthode de détermination du taux métabolique des invertébrés de petite taille », sur CNRS, (consulté le ).
  2. (en) T. Ruiz, A. Bec, M. Danger, A. M. Koussoroplis, J. P. Aguer et al., « A microcalorimetric approach for investigating stoichiometric constraints on the standard metabolic rate of a small invertebrate », Ecology Letters, vol. 21, no 11,‎ , p. 1714-1722 (DOI 10.1111/ele.13137).
  3. G Pérès, « Dépense énergétique et Activités physiques et sportives », sur http://www.chups.jussieu.fr, (consulté le )
  4. Jean Hamann, « Fin de régime : L'échec des diètes amaigrissantes n'est pas toujours une simple question de volonté », sur Journal Le Fil, Université Laval, (consulté le )
  5. Corinne Peirano, « L’effet yoyo des régimes expliqué »(Archive • Wikiwix • Archive.is • Google • Que faire ?),
  6. (en) Dulloo AG et al., « Adaptive thermogenesis in human body weight regulation: more of a concept than a measurable entity? », PubMed,‎ (DOI 10.1111/j.1467-789X.2012.01041.x, lire en ligne, consulté le )
  7. (en) Michael Rosenbaum, « Long-term persistence of adaptive thermogenesis in subjects who have maintained a reduced body weight », The American Journal of Clinical Nutrition, Oxford University Press, vol. 88, no 4,‎ , p. 906-912 (ISSN 0002-9165, DOI 10.1093/ajcn/88.4.906, lire en ligne, consulté le )
  8. (en) « Les régimes riches en protéines »(Archive • Wikiwix • Archive.is • Google • Que faire ?)
  9. [PDF](en) York region, « The Truth about High-Protein Low Carbohydrate Diets » (version du 16 septembre 2012 sur l'Internet Archive).
  10. (en) University of Illinois at Urbana-Champaign / McKinley Health Center, « Breaking Down Your Metabolism » (version du 10 août 2016 sur l'Internet Archive)
  11. Comment augmenter le métabolisme de base pour perdre de la graisse

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes
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