La nutrition (du latin nutrire : nourrir) est l'ensemble des actions et processus par lesquels un être vivant récupère et transforme des substances (atomes, ions, molécules, contenues ou non dans des aliments) pour assurer son fonctionnement.
La nutrition est également une science pluridisciplinaire, comportant deux grands axes. D'une part, la physiologie de la nutrition traite de la façon dont l'organisme opère la transformation des aliments, c'est-à-dire des processus métaboliques. Ceci comporte l'étude du rôle des macronutriments et des micronutriments au niveau des mécanismes biochimiques cellulaires, et les conséquences sur les tissus d'un déséquilibre entre l'énergie absorbée et l’énergie dépensée par l'organisme. D'autre part, la psychologie de la nutrition analyse le comportement alimentaire de l'individu ou du groupe. Elle met l'accent sur des questions telles que « pourquoi mangeons-nous ? » ou « comment choisissons-nous nos aliments ? ». Chez l'être humain, ces questions sont en rapport avec des facteurs sociaux et environnementaux tels que l'environnement construit, les médias et politiques de santé, ainsi qu'avec ses particularités tels que ses revenus ou sa culture.
Définition des aliments La nutrition s'intéressant aux relations entre les organismes vivants et leurs aliments, il est nécessaire de définir ce qui est considéré comme un aliment. Il existe deux définitions, selon l'approche physiologique ou psychologique. Dans la première, la nourriture englobe tout ce qui est nutritif, c'est-à-dire dont « l'ingestion est nécessaire pour la survie, la bonne santé et la croissance des jeunes » David A. Booth - Psychology of Nutrition, Taylor & Francis, 1994, .. L'approche psychologique est plus restrictive, en considérant que « la substance la plus nutritive peut difficilement compter comme aliment si personne ne la mange [car] les gens ne pensent généralement pas à ce qu'ils mangent en termes de nutriments ». Autrement dit, un aliment au sens de la vie courante dépend du contexte culturel : par exemple, des yeux de baleine sont nutritifs puisqu'ils contiennent des protéines et de la vitamine A United States Department of Agriculture (USDA) - Nutrient Data Laboratory, consulté le 27 octobre 2009., mais un individu pourrait ne pas considérer cela comme une nourriture acceptable.
Éléments historiques vignette|Expérience de Lavoisier en 1789 pour mesurer les effets de la respiration et de la transpiration sur l'homme. Son assistant Armand Seguin fait office de cobaye humain. Marie-Anne de Lavoisier s’est représentée elle-même dans son rôle de greffièreAssis dans un fauteuil, Seguin porte un masque facial . Cf .. La nutrition végétale et la nutrition animale ne sont étudiées pendant des siècles que par des approches descriptives. Elles deviennent, avec la nutrition humaine, des disciplines scientifiques au , grâce à des savants venant de différents domaines (chimie, botanique, zoologie, médecine, physiologie) et qui utilisent des méthodes expérimentales scientifiques. Le chimiste Antoine Lavoisier est considéré à cet égard comme le et le précurseur de la physiologie, avec ses expériences réalisées grâce à un calorimètre qu'il met au point avec Laplace à partir de 1780. Elles lui permettent de mesurer la chaleur dégagée par un animal, de la comparer à celle libérée par la combustion du charbon, et de définir le métabolisme de base. Elles lui permettent aussi de faire un lien entre le travail mécanique effectué et les phénomènes biochimiques mesurables qui en sont le moteur.
La nutrition humaine se concentre à la fin du sur le métabolisme de base et la valeur calorique des aliments. En 1827, William Prout classe les biomolécules en trois groupes (glucide, protéine et lipide) qui sont posés comme les principes alimentaires d'où le corps humain tire son énergie pour croître et fonctionner. Les expériences pionnières pour vérifier les liens entre la nourriture et l'énergie sont en effet réalisées dans le contexte de la crise sociologique de la révolution industrielle où il devient .. L'impact du « paradigme énergétiste » dans les recherches se traduit alors par . Plusieurs physiologistes en Europe tels que Hermann von Helmholtz, Étienne-Jules Marey, puis des ingénieurs aux États-Unis tels que Frederick Winslow Taylor ou Frank Bunker Gilbreth, développent la « science du travail » et mettent en place une théorie de la nutrition et du travail pour améliorer la performance humaine chez l'ouvrier, mais aussi le militaire et l'agriculteur.
Ce contexte n'empêche pas quelques expériences originales faisant le lien entre l'alimentation et la santé. Au début du , le médecin et physiologiste François Magendie réalise des expérimentations sur des chiens et des cobayes. Il démontre qu'en les nourrissant avec des aliments dépourvus d'azoteIl ne leur fournit qu'une seule espèce de nourriture sans azote, soit du sucre, soit de l'huile d'olive, de la gomme ou du beurre. Magendie réalise des expériences complémentaires en 1817. Des chiens recevant des régimes à base exclusive d'aliments azotés (œufs ou fromage) peuvent survivre indéfiniment malgré une certaine asthénie. Il en conclut que les aliments azotés (autrement dit les protéines) sont indispensables à l’entretien de la vie et que les animaux ne peuvent assimiler l'azote de l'air., ces animaux perdent rapidement du poids et meurent en 30 à 40 joursMagendie, F. (1816) "Sur les propriétés nutritives des substances qui ne contiennent pas d’azote", Annales de Chimie (ser. 2) 3:66-77, 408–410.. Sa conclusion finale, toujours en adéquation avec les recommandations nutritionnelles actuelles, est que la variété dans le régime alimentaire est une des conditions essentielles de la santé..
En 1840, Justus von Liebig détermine la composition chimique des biomolécules : les glucides sont constitués de sucres, les protéines d'acides aminés et les lipide d'acides gras. En 1842, il fait paraître Chimie organique appliquée à la physiologie animale et à la pathologie sur la nutrition animale dans lequel il écrit que les protéines musculaires sont le principal carburant fournissant de l'énergie aux muscles. Ses considérations théoriques erronées sont acceptées sans discussion du fait du prestige du chimiste allemand, et lui donnent l'idée de lancer industriellement en 1862 le bouillon de viandeSi elles ne sont pas le principal carburant, . Cf .
La plupart des acides aminés sont identifiés au début du . Bien que les maladies liées aux carences vitaminiques soient connues depuis l'Antiquité, les premières vitamines ne sont isolées qu'à partir des années 1910. Le biochimiste américain établit dans les années 1930 la liste des acides aminés essentiels à l'alimentation humaine.
Depuis les années 1950, les recherches précisent les rôles multiples des nutriments essentielsHelmut Traitler, , p.201. En 1968, le prix Nobel Linus Pauling crée le terme de « nutrition orthomoléculaire » et propose qu'en donnant à l'organisme des bonnes (ortho) molécules (nutrition optimale), il en résulte une meilleure santé et une prolongation de la vie. Il met en application ce concept dans les décades suivantes en conduisant des études de supplémentation, notamment celle de . Les essais cliniques ne montrent aucune efficacité Creagan ET , Moertel CG , O'Fallon JR . et al. Failure of high-dose vitamin C (ascorbic acid) therapy to benefit patients with advanced cancer. A controlled trial. N Engl J Med. 1979;301:687–90 Moertel CG , Fleming TR , Creagan ET . et al. High-dose vitamin C versus placebo in the treatment of patients with advanced cancer who have had no prior chemotherapy. A randomized double-blind comparison. N Engl J Med. 1985;312:137–41 de cette médecine alternative qui reste populaires parmi les patients atteints de cancer.
Les allégations nutritionnelles et de santé sur les étiquetages et dans les publicités des produits alimentaires se développent dans les années 1980 et connaissant un grand essor depuis les années 2000, ce qui donne lieu à une réglementation de plus en plus étoffée.
Nutriments Il existe de nombreux nutriments différents, divisés en deux catégories : les macronutriments et les micronutriments.
Macronutriments L'organisme puise son énergie dans les sucres (ou glucides), les corps gras (ou lipides) et les protéines (ou protides). Ces trois nutriments énergétiques forment la classe des macronutriments. L'organisme peut également puiser son énergie dans l'alcool (ou éthanol) mais celui-ci n'entre pas nécessairement dans un régime recommandé, contrairement aux trois nutriments précédents. L'énergie se mesure en joules ou calories, dont les symboles sont respectivement J et cal. La conversion est pour , ou pour . L'énergie est apportée à l'organisme par réaction avec l'oxygène, c'est-à-dire par oxydation, ce qui engendre par gramme de corps gras, par mL d'alcool, et varie selon le type de glucide : par gramme d'amidon, par gramme de saccharose et par gramme de glucose. L'énergie obtenue par oxydation d'un gramme de protéine est mais cela ne correspond pas à ce que le corps en retire, qui est pour ce cas particulier Institute of medicine of the national academies - Dietary reference intakes for energy, carbohydrate, fiber, fat, fatty acids, cholesterol, protein, and amino acids, The national academies press, United States of America, Chapitre 5 Énergie, 2005, .. L'ensemble des organes assurant l'extraction d'énergie est le système digestif, qui transforme les sucres en glucose (ou galactose), les protéines en acides aminés et les corps gras en acides gras. Chacune de ces transformations se divise en plusieurs blocs fonctionnels : par exemple, la transformation en glucose est constituée de la digestion, la régulation hormonale (c'est-à-dire les hormones présentes dans le plasma sanguin), l'utilisation et le stockage (dans le foie, le tissu adipeux et les muscles) Tarek K. Abdel-Hamid - Modeling the dynamics of human energy regulation and its implications for obesity treatment, System Dynamics Review, Volume 18, Numéro 4, Hiver 2002, p. 431–471..
Glucides (sucres totaux et amidon) thumb|right|Le pain blanc industriel contient de glucides pour . Les glucides se trouvent dans des aliments tels que le riz (à hauteur de pour de riz blanc à long grain non cuit) ou le pain (essentiellement présents sous la forme d'amidonComposition d'un pain-baguette, analyse nutritionnelle, fiche de synthèse.). Selon la fondation britannique de nutrition, les trois principales sources sont les céréales à 45 %, les pommes de terre et le grignotage salé à 12 % puis les boissons à 10 %<ref group="A"> British Nutrition Foundation - Nutrition Basics > Energy and Nutrients > Carbohydrate, consulté le 29 octobre 2009.</ref>. Les glucides se divisent en catégories selon le nombre d'unités de sucre : monosaccharide (ou ose) pour une unité, disaccharides (ou diholoside tel le saccharose) pour deux, et polysaccharides (ou glycanes) au-delà. Une classification similaire est obtenue en considérant le degré de polymérisation DP : monosaccharide pour DP de 1 à 2, oligosaccharide pour DP à 3 à 9 et polysaccharide au-delà.