Consommation alimentaire et poids corporel : influence de la densité énergétique des aliments

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Le lien complexe entre taille des portions, densité énergétique, prise alimentaire et développement de l'obésité fait l'objet de nombreuses études. Concernant le rôle de la densité énergétique des aliments et le bilan d'énergie d'un repas, les associations pourraient s'avérer différentes selon les définitions utilisées.

Une première définition

« Consommation alimentaire et poids corporel : influence de la densité énergétique des aliments » - Crédits Photo : www.linternaute.com La densité énergétique (DE) d’un aliment correspond à son contenu énergétique (kcal ou kJoules) pour 100 grammes de produit (ou par gramme). Certains auteurs parlent aussi de la DE en termes de contenu énergétique par unité de volume. La DE d’un aliment est déterminée par son contenu en eau et aussi en nutriments : les lipides apportent 9 kcal au gramme, les protides et glucides en apportent 4. Des substances non énergétiques comme les fibres ajoutent du poids et du volume mais pas de calories ; elles contribuent donc à faire baisser la DE d’un aliment. Théoriquement, on peut parler de la DE d’un repas, ou de l’alimentation totale, de la même manière que l’on parle de celle d’un aliment. Cependant le problème est plus difficile qu’il n’y paraît, comme le montreront les études épidémiologiques ou expérimentales décrites plus loin.

Quelques repères historiques

Les caractéristiques des aliments susceptibles d’affecter la taille des repas et la satiété ont été l’objet de très nombreuses études. On a pu ainsi affirmer que les protéines sont plus satiétogènes que les autres nutriments (de Castro 1987) ou que les lipides, à cause de leur fort contenu en énergie et de leur contribution importante (texture, arôme) au bon goût de l’aliment, sont la cause d’une hyperphagie pouvant mener à l’obésité (Blundell et coll. 1996). Il y a une dizaine d’années, le rôle satiétogène particulier attribué à chaque nutriment a été remis en question et il a été proposé que la dimension critique susceptible d’exercer une forte influence sur la satiété et le contrôle de la prise alimentaire était en réalité la DE des aliments.

Selon l’hypothèse originale (Stubbs et coll 1996 ; Poppitt & Prentice 1996), chaque mangeur a appris, au cours de sa vie, à ingérer un certain poids d’aliments à l’occasion des principaux repas. Le rassasiement (l’arrêt de la consommation) se produit après l’ingestion d’une masse relativement fixe d’aliments que le mangeur a appris à reconnaître comme suffisante. Par conséquent, une alimentation de forte DE favorise l’hyperphagie puisque la masse d’aliments suffisante pour susciter les signaux de rassasiement émanant de l’estomac contient déjà beaucoup d’énergie. Inversement, une alimentation de faible DE est très rassasiante, puisque la masse d’aliments suffisante pour entraîner le rassasiement représente un contenu énergétique modeste.

L’étude expérimentale de Stubbs et coll (1996) comparait les ingesta de volontaires auxquels on proposait trois régimes à teneur en lipides variable (20, 40 et 60 %) mais de DE identique, pendant 14 jours. Dans ces conditions, quelle que soit la teneur en lipides, les rations énergétiques quotidiennes observées étaient semblables. Le poids corporel des volontaires est resté stable ou a légèrement baissé. Cette étude confirme le rôle décisif de la DE de l’alimentation dans la détermination de la ration quotidienne, indépendamment du contenu nutritionnel. A l’inverse, Lissner et coll (1987) avaient déjà démontré que, lorsque la DE de l’alimentation varie avec le contenu en graisses (comme c’est souvent le cas dans la vie), la ration énergétique totale varie effectivement en fonction de la DE, et le régime le plus gras (le plus dense) induit hyperphagie et prise de poids après 14 jours. Poppitt et Prentice (1996) ont formulé l’hypothèse que les effets différents des nutriments sur la satiété s’expliquent en fait par leur DE et que la taille des repas est déterminée essentiellement par le poids d’aliments consommés. A l’appui de leur thèse, ils citent non seulement de nombreuses études expérimentales au cours desquelles la DE d’un ou de plusieurs aliments était manipulée, mais aussi des études épidémiologiques transversales montrant une relation positive entre la DE de l’alimentation (incluant tous les aliments et boissons) et les apports énergétiques. Cependant la DE n’était pas corrélée à la corpulence dans les études citées. La relation entre DE et contrôle du poids à moyen ou à long terme n’était pas abordée par ces études.

DE et taille des repas

De nombreuses études confirment que l’ingestion à court terme est déterminée par le poids et le volume d’aliments ingérés, plutôt que par leur contenu énergétique. Des études de laboratoire ont directement manipulé le contenu de l’estomac pour observer les effets sur le rassasiement. Par exemple, dans l’étude de Rolls & Roe (2002), l’administration intra gastrique d’une charge alimentaire avant un repas a permis de montrer que c’était bien le volume et non pas le contenu énergétique de la charge qui affectait le rassasiement (la taille du repas librement pris par le sujet). Une charge alimentaire dont le volume est augmenté en y incorporant de l’air, et donc sans modifier le contenu énergétique, est plus rassasiante que la même charge sous un plus petit volume (Rolls et coll 2000). Ces observations de laboratoire concordent avec des observations tirées de semainiers alimentaires (de Castro 2005) obtenus chez des personnes qui notent toutes leurs consommations d’une semaine dans leurs conditions de vie habituelles. L’analyse des données suggère que le poids du contenu de l’estomac à la fin d’un épisode alimentaire (environ 400-500 g) est stable et que la ration énergétique du repas reflète la DE des 400-500 g d’aliments présents dans l’estomac.

Puisque l’eau est le déterminant le plus important de la densité énergétique des aliments, on peut se demander si l’ingestion de boissons avec le repas n’est pas susceptible d’affecter la DE globale du repas et donc de diminuer l’apport énergétique. Plusieurs études ont abordé cette question. Leurs résultats sont concordants : la ration énergétique du repas dépend de la DE des aliments solides qu’il apporte, et la consommation prandiale de boissons n’a que peu ou pas d’influence. Rolls et coll (1999) ont comparé les ingesta libres au cours de plusieurs déjeuners comprenant exactement les mêmes ingrédients (un plat de poulet accompagné de riz) et consommés à une semaine d’intervalle par les mêmes personnes. Dans un cas, le déjeuner fut simplement servi et la consommation mesurée ; dans un deuxième cas, un verre d’eau fut servi avant le déjeuner ; dans une troisième condition, l’eau fut mélangée aux aliments solides pour former une sorte de potage. Ces conditions ont eu des effets très différents sur la taille du repas. La consommation énergétique au déjeuner potage était significativement moindre que celle du déjeuner précédé d’un verre d’eau. En revanche, le verre d’eau avant le déjeuner n’a en rien diminué la taille de celui-ci, comparé au déjeuner non précédé d’un verre d’eau. Par conséquent, un liquide incorporé à l’aliment (et faisant baisser sa DE) diminue la consommation énergétique, alors que la même quantité de liquide servie comme boisson (et qui ne modifie pas la DE de l’aliment) n’a aucun effet. Des observations similaires ont été observées chez des personnes déclarant leurs ingesta sur plusieurs jours (Westerterp-Plantenga 2001 ; de Castro 2005). La relation entre la DE d’un repas et son contenu énergétique est la même que les boissons soient ou non inclues dans le calcul de la DE (de Castro 2005).

Il a été observé que la taille des portions et la DE de l’aliment ont des effets additifs sur la consommation prandiale (Kral & Rolls, 2004). Une étude a souligné que les personnes obèses tendent à consommer de grandes portions d’aliments de forte DE, et de petites portions d’aliments de faible DE, comparées à des normo-pondéraux (Westerterp-Plantenga et coll. 1996).

DE et contrôle du poids

La méthode du semainier alimentaire (de Castro 2005) utilisée chez 670 personnes a permis de confirmer l’existence d’une relation entre la DE de l’alimentation globale d’un répondant et ses apports énergétiques totaux sur un jour ou sur une semaine. Cependant l’effet de la DE, très puissant sur les apports à court teinte, ne semble pas déterminer le statut pondéral : dans cette même étude, les obèses déclaraient une alimentation de même DE moyenne que les normopondéraux et il n’existait pas de corrélation entre la DE de la ration hebdomadaire et l’index de masse corporelle des 670 répondants. Ce paradoxe apparent pourrait s’expliquer par une sous-déclaration de la part des personnes en surcharge pondérale, sous-déclaration qui pourrait affecter surtout les aliments à forte DE. Cependant, une autre hypothèse est possible. Les semainiers montrent une instabilité considérable de la DE d’un jour à l’autre chez la même personne. Une alimentation de forte DE au cours d’une journée pourrait induire une réponse compensatrice quelques jours plus tard favorisant la sélection d’aliments de faible DE. Cette compensation expliquerait l’absence de corrélation entre la DE de l’alimentation quantifiée un jour donné, ou même une semaine donnée, et le statut pondéral.

Alors qu’à court terme (au cours d’un repas ou d’une journée), la relation entre DE et apports énergétiques est forte, des études à plus long terme, qu’il s’agisse d’observations du comportement spontané ou de manipulation de l’alimentation, ne retrouvent pas de relations entre DE et apports énergétiques (Westerterp-Plantenga 2004 ; Johnstone et coll 2000 ; Stubbs et coll 2000). Un ajustement de la taille des portions en fonction de la DE, la restriction alimentaire, ou des mécanismes de compensation pourraient intervenir à moyen et long terme pour brouiller la relation entre DE et apports totaux. De plus, la revue de la bibliographie publiée en 2004 par Drewnowski et coll. ne retrouve aucune étude longitudinale mettant en évidence la DE de l’alimentation et le risque d’obésité. En dépit de ces résultats, certains experts croient qu’il serait utile de conseiller une alimentation de faible DE aux personnes souhaitant perdre du poids. Une étude concernant 200 obèses au régime a montré que ceux qui devaient consommer deux portions quotidiennes de soupe à faible DE ont perdu plus de poids que ceux qui obtenaient des apports énergétiques identiques à partir de collations de forte DE (Rolls et coll 2005a). Alléger la DE du régime pourrait donc être une stratégie utile dans le cadre d’un régime hypocalorique ou dans une stratégie de contrôle pondéral (Rolls et coll 2005b).

La DE de l’alimentation : un problème de définition

En 2005, plusieurs études ont été publiées comparant les mérites relatifs de plusieurs définitions de la DE des repas ou de l’alimentation. La question est de savoir quelle est la meilleure définition pour mettre en évidence les associations entre la DE d’un repas et le rassasiement ou la satiété, ou entre la DE de l’alimentation et le statut pondéral. La différence entre définitions tient essentiellement à la prise en compte des boissons contenant ou ne contenant pas de calories dans le calcul de la DE. L’article de Ledikwe et coll (2005) propose huit définitions (kcal/g) de la DE de l’alimentation mesurée par la méthode du rappel de 24 heures dans une population d’adultes :

  1. aliments solides seulement ;
  2. aliments solides plus substituts de repas (liquides) ;
  3. aliments solides plus alcool ;
  4. aliments solides plus jus ;
  5. aliments solides plus lait ;
  6. aliments solides, jus et lait ;
  7. aliments solides et boissons contenant de l’énergie ;
  8. aliments solides et toutes les boissons.
La DE moyenne appréciée par ces diverses méthodes varie de 0,94 à 1,85 kcal/g. La DE de l’alimentation diminue avec l’âge, est plus élevée chez les hommes que chez les femmes, et varie aussi en fonction de l’origine ethnique. Cette étude confirme que l’association de la DE avec d’autres variables (comme la ration totale, le poids corporel, etc.) peut varier selon la définition utilisée.

L’étude de Kant et Graubard (2005) qui utilise trois de ces définitions (1, 7 et 8) dans une autre population d’adultes rapporte des densités moyennes comparables. Selon cette étude, les trois définitions confirment que la DE est positivement associée aux apports énergétiques et lipidiques totaux, et négativement aux apports de fruits et légumes et de micronutriments. Dans cette étude transversale, l’indice de masse corporelle (IMC) était corrélé avec la DE intégrant les aliments solides seuls, et avec la DE intégrant les aliments plus les boissons apportant de l’énergie, mais pas avec la DE calculée en intégrant les aliments et toutes les boissons. La définition utilisée dans une étude est donc susceptible d’affecter radicalement les résultats. La nature exacte de la relation à long terme entre la DE et l’évolution du statut pondéral demeure encore incertaine.

Sources et références

  1. Blundell JE, Lawton CL, Cotton JR, Macdialinid JL. Control of human appetite: implications for the intake of dietary fat. Ann Rev Nutr 1996, 16, 285-319.
  2. de Castro JM. Macronutrient relationships on daily intake and meal patterns of humans. Physiol behav 1987, 39:561-569.
  3. de Castro JM. Stomach filling may mediate the influence of dietary energy density on the food intake of free-living humans. Physiol Behavr 2005, 86, 32-45.
  4. Rolls BJ, Bell EA, Waugh BA. Increasing the volume of a food by incorporating air affects satiety in men. Am J Clin Nutr 2000, 72, 361-368.
  5. Drewnowski A, Almiron-Roig E, Marmonier C, Lluch A. Dietary energy density and body weight: is there a relationship? Nutr Rev 2004, 62, 403-413.
  6. Johnstone AM, Shannon E, Whybrow S, Reid CA, Stubbs RJ. Altering the temporal distribution of energy intake with isoenergetically dense foods given a snacks does not affect total daily energy intake in normal-weight men. Br J Nutr 2000;83:714.
  7. Kant AK, Graubard BI. Energy density of diets reported by American adults: association with food group intake, nutrient intake, and body weight. Int J Obes 2005, 29, 950-956.
  8. Kral TV, Rolls BJ. Energy density and portion size: their independent and combined effects on energy intake. Physiol Behav 2004, 82, 131-138.
  9. Ledikwe JH, Blanck HM, Khan LK, Serdula MK, Seymour ID, Tohill BC, Rolls BJ. Dietary energy density determined by eight calculation methods in a nationally representative United States population. J Nutr 2005, 135, 273-278.
  10. Lissner L, Levitsky DA, Strupp BJ, Kalkwarf HJ, Roe DA. Dietary fat and the regulation of energy intake in human subjects. Am J Clin Nutr 1987, 46, 886-892.
  11. Poppitt SD, Prentice AM. Energy density and its role in the control of food intake : evidence from metabolic and community studies. Appetite 1996, 26 : 153-174.
  12. Rolls BJ, Bell EA, Thorwart ML. Water incorporated into a food but not served with a food decreases energy intake in lean women. Am J Clin Nutr 1999, 70, 448-455.
  13. Rolls BJ, Drewnowski A, Ledikwe JH. Changing the energy density of the diet as a strategy for weight management. J Am Diet Assoc 2005b, 105 Suppl 1, S98-103.
  14. Rolls BJ, Roe LS. Effect of the volume of liquid food infused intragastrically on satiety in women. Physiol Behav 2002, 76, 623-631.
  15. Rolls BJ, Roe LS, Beach AM, Kris-Etherton PM. Provision of foods differing in energy density affects long-term weight loss. Obes Res 2005a, 13, 1052-1060.
  16. Stubbs J, Ferres S, Horgan G. Energy density of foods: effects on energy intake. Crit Rev Food Sci Nutr 2000, 40:481-515.
  17. Stubbs RJ, Harbron CG, Prentice AM. Covert manipulation of the dietary fat to carbohydrate ratio of isoenergetically dense diets ; effect on food intake in feeding men ad libitum. Int J Clin Nutr 1996, 20, 651-660.
  18. Westerterp-Plantenga MS, Pasman WJ, Yedema MJW, Wijckmans-Duijsens NEG. Energy intake adaptation of food to extreme energy densities of food by obese and non-obese women. Eur J Clin Nutr 1996, 50, 401-407.
  19. Westerterp-Plantenga MS. Analysis of energy density of food in relation to energy intake regulation in human subjects. Br J Nutr 2001;85:351-361.
  20. Westerterp-Plantenga MS. Effects of energy density of daily food intake on long-term energy intake. Physiol Behav 2004, 81: 765-771.

(France Bellisle, INRA, Hôtel-Dieu - « Conférence du 29 novembre 2005 de l’Institut Français pour la Nutrition » - Lettre Scientifique IFN n°109, Novembre 2005)

SOURCE : Institut Français pour la Nutrition

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