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La maladie s'accompagne fréquemment d'une réduction de l'activité physique confinant le patient au lit ou à la chambre. Cette revue analyse les conséquences spécifiques de l'immobilisation sur les besoins nutritionnels en énergie. L'immobilisation provoque une perte de masse musculaire, et s'accompagne volontiers d'un gain de masse grasse. Il s'y associe une réduction d'environ 20-25% de la dépense et donc des besoins en énergie. La prise alimentaire et l'apport d'énergie sont réduits dans le contexte de l'immobilisation. Aucune information n'est disponible quant à la régulation de l'appétit. En conclusion, l'immobilisation, paradigme de la maladie, modifie de façon spécifique les besoins en énergie. L'interaction entre les autres facteurs associés à la maladie (anorexie, inflammation, infection ) et l'immobilisation sur les besoins nutritionnels devra être étudiée.
La maladie est très fréquemment associée à une réduction de l'activité physique. Ceci est tout à fait évident pour les patients soumis à un repos forcé au lit (par exemple, en cas de traumatisme crânien grave ou de hernie discale). Dans d'autres situations moins graves, le patient est moins actif qu'à l'accoutumée (par exemple, au décours de chirurgie digestive ou traumatologique). La réduction d'activité physique concerne également les pathologies chroniques qu'elles soient neurologiques (séquelles d'accident vasculaire cérébral, maladie de Parkinson...), rhumatismales ou cancéreuses.1 Alors, à cause de l'asthénie induite par la maladie, de la douleur ou du handicap, les patients gardent la chambre ou le lit, et ne sortent pas beaucoup de chez eux.
Les conséquences spécifiques de la réduction d'activité physique sur le métabolisme et les fonctions organiques, y compris l'appétit et les besoins nutritionnels, sont difficiles à séparer de celles induites par la maladie, les complications éventuelles et les traitements. Cette revue se focalise sur les éléments connus de la maladie, et moins connus associés à la réduction d'activité physique, et leurs conséquences en terme nutritionnel, spécifiquement sur la balance énergétique. En quelques mots, ce concept de balance énergétique traduit la nécessité d'équilibrer les apports énergétiques (sous forme d'aliments ou de solutions de nutrition artificielle) et les dépenses d'énergie, afin de maintenir stables le poids et les compartiments corporels (réserve énergétique constituée par la masse grasse, masse musculaire). Tout déséquilibre de cette balance influence le poids et les compartiments corporels, avec une perte de masse lorsque les apports ne peuvent correspondre aux dépenses. Les dépenses correspondent pour la plus grande part au métabolisme de base, auquel s'ajoutent celles liées à l'activité physique et au stockage des aliments.
L'anorexie est un des signes cardinaux de la maladie. Elle correspond à l'absence de faim, et conduit à une réduction de la prise alimentaire et des apports énergétiques. L'anorexie apparaît rapidement au décours d'une intervention chirurgicale, d'une brûlure étendue, d'une infection sévère, et dans de nombreux syndromes inflammatoires. Le tableau 1 illustre l'importance de la réduction de la prise alimentaire, les premiers jours après une intervention chirurgicale abdominale. Ceci affecte les apports en énergie et en protéines. Cette réduction des apports alimentaires est parfois délibérée (iléus post-chirurgical, jeûne) mais également induite par les nausées, la douleur, et le syndrome inflammatoire. La figure 1 montre que c'est également le cas au décours de la chirurgie de la hanche, où la prise alimentaire est considérablement réduite jusqu'au troisième jour postopératoire, et ne retrouve pas au cinquième jour le niveau préopératoire. L'anorexie est un problème clinique important dont la prise en charge est méconnue.2
En face de cette réduction de la prise alimentaire induite par la maladie, la dépense énergétique est variable. Dans la plupart des cas, la dépense énergétique n'est pas augmentée. En effet, l'augmentation éventuelle du métabolisme de base (par l'inflammation, la fièvre, les médicaments) est contrebalancée par la réduction d'activité physique.3 Ainsi, la dépense énergétique n'est pas réduite, et il existe un trou énergétique entre apports et dépenses, ce qui conduit à la perte de poids et à la modification des compartiments corporels (fig. 2).
Il faut noter que la possibilité d'un effet spécifique de la réduction de l'activité physique (associée ou induite par la maladie) sur la prise alimentaire est mal connue. Logiquement, l'homme adapterait sa prise alimentaire à son degré d'activité physique. Il semble qu'il puisse le faire quand l'activité physique augmente.4La seconde partie de cette revue analyse des situations où l'homme n'est pas malade, mais voit son activité physique réduite afin de mieux comprendre l'interaction entre inactivité et physiologie.
Le repos prolongé au lit est utilisé par la médecine spatiale pour étudier les modifications physiologiques observées chez les astronautes. Peu de publications concernent le repos au lit étudiant les modifications physiologiques associées à la maladie et quand c'est le cas, aucune référence n'est faite à la balance énergétique ou à l'appétit.
Les astronautes subissent des modifications de la composition corporelle (perte de masse musculaire, et de masse grasse) semblables à celles observées au cours de la maladie.5A cela s'ajoutent des perturbations hydroélectrolytiques, de la densité osseuse, et de la régulation de la tension artérielle. Les conséquences médicales (perte d'autonomie au retour de vols prolongés) et stratégiques (perte de performance à l'entrée en atmosphère) ont conduit les agences spatiales à étudier les effets de la microgravité sur la composition corporelle. Deux éléments très importants sont à prendre en compte. Le premier correspond au fait que les astronautes ont un programme d'activité chargé mais sans contrainte liée à la gravitation. Cela correspond donc en quelque sorte à une réduction d'activité physique, surtout pour les membres inférieurs. Le second point est une redistribution des fluides des zones périphériques vers les zones centrales et abdominales, en situation d'apesanteur. Ceci a conduit les agences spatiales à étudier le repos au lit, éventuellement en anti-orthostatisme (la tête plus basse que les pieds) et le confinement dans un espace limité. Les informations obtenues vis-à-vis des modifications de la balance énergétique sont tirées de ces études, tout en notant que souvent l'objectif scientifique des expériences n'avait rien à voir avec la problématique nutritionnelle.
Les modifications du poids varient d'une étude à l'autre. La perte de masse maigre est constante, faite d'eau dès les premières heures, puis d'une perte de masse musculaire, enfin d'une réduction de la masse osseuse.6 Ces modifications peuvent être importantes. Dans l'étude menée à Toulouse en 1994, la perte de masse maigre est de 2,7 kg après 40 jours d'alitement.6
La masse grasse tend à augmenter, si les volontaires sont nourris ad libitum,6 voire augmente franchement quand l'apport énergétique est fixé.7 En particulier dans cette dernière étude, les modifications des compartiments corporels se compensent et le poids n'est pas modifié après sept jours de décubitus.
La dépense énergétique est positivement corrélée à la masse maigre, qui en est un déterminant important. La réduction observée de masse maigre devrait conduire à une diminution de la dépense énergétique. En fait, le métabolisme de base a été mesuré au cours de très nombreuses études d'immobilisation au lit. Greenleaf8 concluait que si une réduction du métabolisme de base existe, elle est à la limite de la signification physiologique. En fait, cette diminution du métabolisme de base n'est observée que pour des immobilisations prolongées. Ainsi dans l'étude de 1994, le métabolisme de base n'est pas modifié après huit jours de repos, alors qu'il l'est après 42 jours.6 Alors, la réduction de la dépense énergétique est en proportion de la perte de masse maigre. Le coût de stockage de l'énergie contenue dans les aliments n'est pas affecté par l'immobilisation.6 A l'opposé, la dépense d'énergie liée à l'activité physique est réduite, du fait de l'immobilisation. Cette réduction entraîne une diminution de la dépense énergétique totale d'environ 20 à 25%.7,9 Les besoins en énergie associés à l'immobilisation simple, en dehors d'une pathologie ajoutée, sont donc réduits et peuvent être estimés à 28 kcal/
kg de poids.
En regard des nombreuses études portant sur la dépense d'énergie, peu d'informations concernent la prise alimentaire et paradoxalement aucune n'a trait à la régulation de l'appétit. Certaines expériences, dont celle de Gretebeck et coll.,7 comportent une alimentation «forcée», l'objectif étant le maintien du poids. La balance énergétique est dans ce cas très positive puisque les apports sont maintenus fixes, alors que la dépense d'énergie est réduite. Ceci se traduit par une augmentation de la masse grasse.
Quand l'alimentation est «ad libitum», c'està-dire quand les volontaires ont le choix de manger tout ou une partie de leurs repas, une réduction spontanée de la prise alimentaire est observée.10 Celle-ci disparaît dès que les volontaires se relèvent, à la fin de l'étude.11 Il existe donc une tendance à réguler la balance énergétique au cours de l'immobilisation (fig. 3). Cependant, cette tendance ne peut être rapprochée d'une anorexie, car les indicateurs de l'appétit et de la satiété n'ont pas été mesurés. Il est possible que les jeunes volontaires inclus dans cette étude aient volontairement réduit leur prise alimentaire afin d'éviter un gain de poids trop important. D'autres études devront analyser cet aspect afin de préciser le rôle et les éventuels mécanismes par lesquels l'immobilisation peut modifier la prise alimentaire. De surcroît, cette réduction de la prise alimentaire et des apports énergétiques n'a pas été suffisante pour maintenir une balance énergétique équilibrée. En effet, si le calcul est réalisé de la quantité d'énergie perdue avec la masse maigre, à laquelle est ajoutée la quantité d'énergie gagnée sous forme de masse grasse, la balance énergétique est positive. Au cours de l'expérience menée à Toulouse,11 il est curieux de noter que la réduction de l'apport énergétique se fait essentiellement aux dépens des lipides, la contribution des protéines et des hydrates de carbone à l'apport énergétique étant inchangée. Bien qu'intéressants, ces résultats demandent à être confirmés.
Cet abord de la balance énergétique pour expliquer les modifications de la composition corporelle n'est cependant pas suffisant. Ainsi, l'immobilisation entraîne une réduction de l'utilisation des acides gras par le corps entier, probablement à cause de la diminution de la masse musculaire.6 Le muscle est en effet le principal utilisateur des acides gras. Il est donc également possible que le gain de masse grasse résulte de l'inaptitude du muscle à utiliser les acides gras, dans un contexte où la régulation de la prise alimentaire n'est pas parfaite.
La seule étude de confinement disponible, rapportée dans Ritz et Elia10 a consisté à garder quatre volontaires dans un espace de 92 m3pendant 60 jours. Ils ont perdu du poids, réduit leur dépense énergétique totale de 24% et réduit d'autant leurs apports énergétiques. Là encore, l'étude de la régulation de l'appétit n'a pas été réalisée.
La réduction d'activité physique, voire l'immobilisation, sont des paradigmes de la maladie. Les besoins énergétiques ainsi que les apports énergétiques sont alors diminués mais d'autres études sont nécessaires pour aborder la régulation de l'appétit. Les besoins énergétiques sont profondément modifiés au cours de la maladie, et les contributions respectives liées aux médiateurs de l'inflammation et celles éventuellement associées à la réduction d'activité physique méritent d'être analysées. Les modifications de la composition corporelle sont importantes. Il existe toujours une perte musculaire menaçant une autonomie physique parfois précaire. Une meilleure compréhension des conséquences métaboliques de l'immobilisation permettra d'optimiser les stratégies nutritionnelles (en quantité et en qualité) et comportementales (mobilisation active ou passive). Les stratégies de mobilisation active ou passive permettront peut-être de répondre à cette question.