Métabolisme du corps humain

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Généralités

Information

Les chiffres présentés par la suite correspondent à une personne moyenne et par jour. Ils dépendent fortement de nombreux paramètres tout aussi bien endogènes qu'exogènes : physiologies des individus, habitudes culturelles, activités physiques, catégories socio-professionnelles, conditions climatiques, ... (MacElroy et al. 1992 ; EFSA 2010 ; Anses 2017). Il faut donc s'attendre à de potentielles fortes variations selon les contextes. Nous croisons des chiffres issus de différents travaux afin d'obtenir un bilan crédible et généralisable.

Respiration

Le CGDD (2014) présente des estimations de la masse de matière mobilisée lors de la respiration : 0,68 kg d'O2 consommé en entrée, et 0,82 kg de CO2 et 0,96 kg de vapeur d'eau rejetés en sortie. Ces chiffres sont compatibles avec ceux trouvés dans certaines références (18000 à 20000 mmol, soit 0,79 à 0,88 kg de CO2 d'après Agasti 2011), bien que l'on puisse trouver des estimations un peu supérieures (0,83 kg d'O2 consommé et 1 kg de CO2 rejeté d'après MacElroy et al. 1992).

Le carbone composant le CO2 expiré (0,22 kg, 27% de la masse du CO2) provient des aliments solides consommés. On remarque ainsi que si 0,60 kg d'oxygène constituent ce CO2, il reste 0,08 kg d'oxygène consommé dont nous faisons l'hypothèse qu'il participe à la production d'eau métabolique.

Alimentation

Les habitudes de consommations alimentaires sont extrêmement diverses selon les cultures et les catégories socio-professionnelles. Les travaux de l'Anses (2017) nous permettent toutefois d'avoir une idée des habitudes de consommation moyenne pour une personne habitant en France. Ainsi, un adulte ingère quotidiennement 2,94 kg d'aliments : 1,17 kg d'aliments solides et 1,77 kg de boissons. Nous trouvons toutefois des valeurs supérieures chez MacElroy et al. (1992) : 1,84 kg d'aliments solides (composés à 64 % d'eau), et dans l'étude de l'Adeus (2017) basée sur la proposition d'un nutritionniste : 1,88 kg de besoins journaliers (dont 0,50 kg de produits laitiers, donc avec le lait classé dans les boissons par l'Anses).

Selles et urines

Les selles et urines permettent d'évacuer les déchets produits par le corps humain. Bien qu'essentiellement composés d'eau, environ 0,10 kg de matières solides sont évacués de cette manière : 0,04 kg par les selles et 0,06 kg par les urines selon (Rose et al. 2015). Ces chiffres correspondent à une personne moyenne dans un pays à haut revenu. Par exemple, la quantité de fibres consommée, plus importante dans les pays à bas revenus, influe à la hausse les quantités de selles produites (Rose et al. 2015). On retrouve également 0,10 kg évacués dans l'étude de MacElroy et al. (1992), mais uniquement par les fèces.

Bilan hydrique

L'eau est un des principaux composants du corps humain, et nécessite un renouvellement permanent (EFSA 2010). L'eau mobilisé dans le corps humain provient :

Cette eau est rejetée :

La quantité d'urine correspond généralement à la quantité de boisson ingérée.

Synthèse

Comme nous pouvons le voir, les valeurs diffèrent selon les travaux et il n'est pas évident de les rendre compatibles. Nous procédons à plusieurs choix arbitraires. Tout d'abord, nos travaux s'inscrivant dans la continuité de ceux du CGDD (2014), nous utilisons les mêmes données disponibles pour la respiration (0,68 kg d'O2, 0,82 kg de CO2 et 0,96 kg de vapeur d'eau). Nous considérons ensuite 0,10 kg de matière solide rejeté par les selles et les urines. La matière sèche non rejetée sous forme de carbone (dans le CO2) ou par les urines et selles, ainsi que l'oxygène non rejeté sous forme de carbone vont servir la production d'eau métabolique. Du point de vue hydrique, nous fixons la quantité de boissons et la quantité d'urine égales à 1,50 kg, la quantité d'eau métabolique produite à 0,30 kg et la quantité d'eau dans les fèces à 0,15 kg.

Ces hypothèse imposent le reste des valeurs possibles si nous voulons que la conservation de la masse soit vérifiée, à la fois pour la Matière Sèche (MS), mais aussi pour l'eau, ce qui n'est pas le cas dans les travaux de MacElroy et al. (1992). La quantité de MS dans les aliments solides consommés doit être ainsi de 0,54 kg et la part d'eau de 0,81 kg (soit 60 % d'eau). Cela représente donc 1,35 kg d'aliments solides consommés quotidiennement, ce qui se situe entre les valeurs présentées par l'Anses (2017) et par l'Adeus (2017). Étant donné la divergence des valeurs trouvée dans la littérature, mais aussi la cohérence globale de notre analyse dans ce nuage de valeurs, nous estimons raisonnable de retenir cette valeur moyenne de 1,35 kg d'aliments consommés. Nous estimons toutefois une erreur possible entre -15 et +40 %.

Informations annexes



Références

• Adeus, 2017, Le système alimentaire local bas-rhinois - Première analyse, Les notes de l'ADEUS. Agence de Développement et d'Urbanisme de l'Agglomération Strasbourgeoise, 8 p.. [En ligne] URL : http://www.adeus.org/productions/les-notes-de-ladeus-ndeg253-economie/files/note-253_systeme_alimentaire_local_67-web.pdf. Consulté le 19 avril 2018.
• Agasti, T., 2011, Textbook of Anesthesia for Postgraduates - 1st Edition. Jaypee Brothers Medical Pub, 1186 p.
• Anses, 2017, Étude individuelle nationale des consommations alimentaires 3 (INCA 3). Avis de l’Anses et Rapport d’expertise collective., 535 p.. [En ligne] URL : https://www.anses.fr/fr/system/files/NUT2014SA0234Ra.pdf. Consulté le 19 avril 2018.
• Bauer, W., Badoud, R., Löliger, J., Etournaud, A., 2010, Science et technologie des aliments : principes de chimie des constituants et de technologie des procédés. Lausanne : Presses polytechniques et universitaires romandes, 720 p.
• CGDD, 2014, Comptabilité des flux de matières dans les régions et les départements - Guide méthodologique, Références du Service de l’observation et des statistiques (SOeS). Commissariat Général au Développement Durable. [En ligne] URL : https://www.statistiques.developpement-durable.gouv.fr/sites/default/files/2018-10/guide-methodologique-references-flux-de-matiere-juin2014.pdf. Consulté le 19 avril 2018.
• EFSA, 2010, Scientific Opinion on Dietary Reference Values for water, EFSA Journal, 8, pp. 1459. DOI : 10.2903/j.efsa.2010.1459
• MacElroy, R., Kliss, M., Straight, C., 1992, Life support systems for Mars transit, Advances in Space Research, 5, pp. 159-–166. DOI : 10.1016/0273-1177(92)90022-p
• Rose, C., Parker, A., Jefferson, B., Cartmell, E., 2015, The Characterization of Feces and Urine: A Review of the Literature to Inform Advanced Treatment Technology, Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 45, pp. 1827-1879. Taylor & Francis. DOI : 10.1080/10643389.2014.1000761

Faits relatifs à « Métabolisme du corps humain »
KeyRefcgdd2014 +, bauer2010 +, efsa2010 +, rose2015 +, anses2017 +, macelroy1992 +, adeus2017 + et agasti2011 +
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