Alimentation humaine : Que dit le corps ?

 Source en anglais : The Comparative Anatomy of Eating - Traduction et mise en forme pour libertero@gmail.com

Les êtres humains sont le plus souvent décrits comme «omnivores ». Cette "observation" repose sur le fait que les humains se nourrissent, en général, d'une grande diversité d'aliments végétaux et animaux.  Cependant, les cultures et les coutumes sont plutôt des facteurs de confusion et "l'observation" des pratiques alimentaires n'est pas la meilleure technique à utiliser quand on essaye d'identifier le régime alimentaire le plus «naturel» . Alors que la plupart des humains sont clairement des omnivores par leur comportements, la question demeure de savoir si les humains sont anatomiquement adaptés à un tel régime incluant animaux et végétaux.

Une technique plus objective, et donc de meilleure qualité, consistera à examiner l'anatomie et la physiologie humaine .Les mammifères sont anatomiquement et physiologiquement adaptés à se procurer et à consommer les aliments convenant à leurs régimes alimentaires - Il est de pratique courante, lors de l'examen des fossiles de mammifères disparus, d'examiner les détails anatomiques pour en déduire le régime alimentaire probable de l'animal - Par conséquent, nous pouvons examiner l'anatomie des mammifères carnivores, herbivores (mangeurs de plantes) et omnivores pour voir quelles fonctions anatomiques et physiologiques sont associées à chaque type de régime alimentaire. Ensuite, nous pourrons examiner l'anatomie et la physiologie humaine pour déterminer à quel groupe nous appartenons.

Analyse détaillée

La cavité buccale (la bouche)

Les carnivores

Les carnivores ont une ouverture de la bouche large par rapport à la dimension de leur tête. Cela confère des avantages évidents dans le développement des forces utilisées pour la saisie, le meurtre et le démembrement de leurs proies. La musculature faciale est réduite, carces muscles gêneraient une large ouverture de la bouche, et ne jouent aucun rôle dans la préparation de l'animal à avaler sa nourriture. Chez tous les mammifères carnivores, l'articulation de la mâchoire est une articulation à charnière simple, située sur le même plan que les dents. Ce type d'assemblage est extrêmement stable et agit comme le pivot d'un "bras de levier" formé par les mâchoires supérieure et inférieure.

Le muscle principal utilisé pour l'exploitation de la mâchoire chez les carnivores est le muscle temporal. Ce muscle est si massif chez les carnivores qu'il représente pour la plupart, la majeure partie des côtés de la tête (quand vous caressez un chien, vous caressez ses muscles temporaux). L'angle de la mâchoire inférieure chez les carnivores est faible. Ceci parce que les muscles masséter et ptérygoïdiens, qui se fixent là, sont d'une importance mineure pour ces animaux. La mâchoire inférieure des carnivores ne peut aller d'avant en arrière, et très peu d'un côté à l'autre. Lorsque la mâchoire d'un carnivore se ferme, le cisaillement formé par le passage des molaires taillées les unes par rapport aux autres donne un mouvement  très efficace pour extraire la viande des os.

Les dents d'un carnivore sont trop espacées pour piéger convenablement les débris fibreux. Les incisives sont courtes, pointues et leur brochage est utilisé pour saisir et déchiqueter. Les canines sont allongées comme des dagues pour poignarder, déchirer et tuer leurs proies. Les molaires (carnassières) sont aplaties et triangulaires avec des bords dentelés de telle sorte qu'elles fonctionnent comme le tranchant des dents des lames de scie.

En raison de l'articulation en charnière, quand un carnivore ferme sa mâchoire, les dents jugales se réunissent dans un mouvement d'arrière en avant donnant une coupe lisse comme les lames d'une paire de ciseaux.

La salive des animaux carnivores ne contient pas d'enzymes digestives. En mangeant, un carnivore mammifère se gave rapidement sans mâcher sa nourriture. Comme les enzymes protéolytiques (protéine de digestion) ne peuvent être libérés dans la bouche en raison du danger d'autodigestion (pouvant endommager leur cavité buccale), les carnivores n'ont pas besoin de mélanger leur nourriture avec de la salive; ils ont simplement besoin de mordre d'énormes morceaux de viande et de les avaler en entier .

Les herbivores

Selon la théorie évolutionniste, les caractéristiques anatomiques du régime herbivore est une branche récente du régime carnivore. Les mammifères herbivores ont une musculature faciale bien développée, des lèvres charnues, une ouverture relativement faible de la cavité buccale et une langue musculaire épaisse. Les lèvres permettent le déplacement de la nourriture dans la bouche et, avec les muscles des joues et la langue, aident à la mastication des aliments. Chez les herbivores, l'articulation de la mâchoire est déplacée,  positionnée au-dessus du plan des dents. Bien que ce type d'articulation soit moins stable que la charnière carnivore, il est beaucoup plus mobile et permet des mouvements de mâchoire complexes, nécessaires à la mastication des aliments végétaux.

En outre, ce type d'articulation de la mâchoire permet aux dents supérieures et inférieures de se rassembler de façons variables au sein de la joue sur la toute la longueur de la mâchoire. Ce type d'articulation, alors même que la bouche est close, forme de véritables plates-formes de broyage - Ce type d'assemblage est si important chez les herbivores, que l'on pense qu'il a pu faire l'objet de 15 évolutions différentes chez leurs diverses espèces mammifères - L'angle de la mandibule est élargi pour offrir un vaste espace à la fixation de muscles masséters et ptérygoïdiens bien développés (ceux-ci sont les principaux muscles de la mastication au sein de ce processus chez ces animaux).

Le muscle temporal est petit et d'une importance mineure. Les muscles masséter et ptérygoïdiens maintiennent la mâchoire inférieure à la manière d'une bride et permettent les mouvements latéraux d'un côté à l'autre. En conséquence, la mastication des plantes dont se nourrissent ces mammifères entraine leur mâchoire inférieure dans un mouvement de balancement prononcé. Ce mouvement latéral est nécessaire pour le broyage lors de la mastication

La dentition des herbivores est très variée selon le type de végétation à laquelle une espèce particulière est adaptée. Bien que ces animaux diffèrent dans les types et le nombre de dents qu'ils possèdent, les différentes sortes de dents qu'ils ont partagent des caractéristiques structurelles communes. Les incisives sont larges, aplaties, en forme de bêche. Les canines peuvent être petites comme chez les chevaux, proéminentes comme celles des hippopotames, des porcs et de certains primates (celles-ci sont alors spécialisées pour la défense), voire inexistante. Les molaires, de manière générale, sont de forme carrées, aplaties sur le dessus pour fournir une surface de meulage. Les molaires ne peuvent coulisser verticalement en passant l'une sur l'autre dans un mouvement de cisaillement / tranchage, mais elles glissent horizontalement de l'une à l'autre pour écraser et broyer.

Les caractéristiques de la surface des molaires varient selon le type de matériel végétal que l'animal mange. Les dents des animaux herbivores sont étroitement regroupées de telle sorte que les incisives forme un mécanisme  de  système efficace de rognage et les molaires supérieures et inférieures forment de larges plates-formes pour concasser et broyer. La cavité buccale ainsi enclose a beaucoup d'espace potentiel utilisé lors de la consommation.

Ces animaux mastiquent leurs aliments soigneusement et méthodiquement, en poussant la nourriture d'avant en arrière dans leurs grincements de dents par la langue et les muscles des joues. Ce processus rigoureux est nécessaire pour perturber mécaniquement les parois cellulaires végétales afin d'en libérer le contenu intracellulaire digestible et ainsi assurer un mélange intime de ce matériau avec leur salive. Lors de ce processus important,  la salive des mammifères herbivores contient souvent des enzymes de digestion glucidiques qui commencent à décomposer les molécules des aliments alors que la nourriture est encore dans la bouche.

L'estomac et l'intestin grêle

Les carnivores

Des différences frappantes entre les carnivores et les herbivores sont visibles dans ces organes. Les carnivores ont un estomac simple de grande capacité (à une seule poche). Le volume de l'estomac d'un carnivore représente 60 à 70% de la capacité totale du système digestif. Comme la viande est relativement facile à digérer, leurs petits intestins (où l'absorption de molécules alimentaire sa lieu) sont courts, environ trois à cinq ou six fois la longueur du corps. Étant donné que ces animaux ne tuent qu'en moyenne une fois par semaine, un grand volume de l'estomac est avantageux car il permet aux carnivores de se gorger rapidement en mangeant, en absorbant autant de viande que possible à un moment donné, pour ensuite être digérée plus tard, au repos. En outre, la capacité de l'estomac carnivore à sécréter de l'acide chlorhydrique est exceptionnelle. Les carnivores sont capables de garder leur pH gastrique bas autour de 1-2 (très acide), même en présence d'aliments. Cette forte acidité est nécessaire pour faciliter la décomposition des protéines et tuer les bactéries dangereuses souvent trouvées en abondance dans les chairs en décomposition.

Les herbivores

Suite à la difficulté relative avec laquelle divers types d'aliments végétaux sont décomposés (en raison de grandes quantités de fibres indigestes), les herbivores digèrent beaucoup plus longtemps et, dans certains cas, ont des viscères beaucoup plus élaborés que les carnivores. Les animaux herbivores qui consomment des plantes contenant une forte proportion de cellulose doivent" fermenter" (digérer par l'action d'une enzyme bactérienne) leur nourriture afin d'obtenir la valeur nutritive. Ils sont classés comme «ruminants» (fermentation antérieur à l'intestin) ou non ruminants (fermentation dans l'intestin).

Les ruminants sont des animaux herbivores munis des fameuses poches stomacales multiples. Les animaux herbivores qui mangent des végétaux relativement mous n'ont pas besoin d'estomac à poches multiples. Ils ont généralement un estomac simple, et un intestin grêle long. Ces animaux fermentent les parties fibreuses difficiles à digérer de leur régime alimentaire dans leur côlon. Plusieurs de ces herbivores accroissent la sophistication et l'efficacité de leurs voies gastro-intestinales en incluant des enzymes de digestion glucidiques dans leur salive.

 Un processus de fermentation par estomac à poches multiples chez un animal qui consomme un régime de consistance molle, aux végétaux pulpeux serait un gaspillage énergique. Les éléments nutritifs et caloriques seraient consommés par les bactéries de fermentation avant d'atteindre l'intestin grêle pour l'absorption. L'intestin grêle des animaux herbivores a tendance à être très long (supérieure à 10 fois la longueur du corps) afin de permettre suffisamment de temps et d'espace à l'absorption des nutriments ..

 Le côlon (le gros intestin)

Les carnivores

Le gros intestin (côlon) des carnivores est simple et très court, puisque ses seuls objectifs sont l'absorption de sel et d'eau. Le côlon est court et ne forme pas de sac. Il est approximativement de même diamètre que l'intestin grêle et, par conséquent, a la capacité de fonctionnement limitée d'un réservoir. Les muscles sont répartis dans toute la paroi, donnant au côlon un aspect lisse et cylindrique. Bien qu'une population bactérienne soit présente dans le côlon des carnivores, ses activités sont essentiellement la putréfaction.

Les herbivores

Chez les animaux herbivores, le gros intestin a tendance à être un organe hautement spécialisé impliqué dans l'absorption et l'électrolyse de l'eau, la production et l'absorption de vitamines, et / ou la fermentation de matières végétales fibreuses. Les côlons des herbivores sont généralement plus larges que leur intestin grêle et sont relativement longs. Chez certains mammifères herbivores, le côlon a une apparence de poche en raison de la disposition des fibres musculaires de la paroi intestinale. En outre, chez certains herbivores le caecum (la première section du côlon) est assez grand et sert de site de fermentation primaire ou accessoire.

Et les Omnivores ?

On pourrait s'attendre à ce qu'un omnivore montre les caractéristiques anatomiques nécessaires à manger des animaux et des aliments végétaux. Selon la théorie de l'évolution, la structure de l'intestin carnivore est une branche primitive de l'évolution vers les herbivores. Ainsi, un omnivore pourrait être un carnivore dont l'appareil digestif montrerait quelques évolutions vers un régime herbivore.

C'est exactement la situation dans laquelle se trouvent l'ours, le raton laveur et certains membres de familles canines - Cette discussion sera limitée à l'ours car ils sont, en général, représentatifs des omnivores anatomiques - Les ours sont classés comme des carnivores mais ils sont des omnivores anatomiques classiques. Bien qu'ils mangent certains aliments d'origine animale, les ours sont principalement herbivores avec 70-80% de leur régime alimentaire composé d'aliments d'origine végétale. (La seule exception est l'ours polaire qui vit dans les glaces, au milieu de la végétation pauvre de l'Arctique et se nourrit principalement de phoques.)Les Ours ne peuvent pas bien digérer la végétation fibreuse et, par conséquent, se nourrissent de façon très sélective. Leur régime alimentaire est dominé par la végétation succulente, les tubercules et les baies.

 De nombreux scientifiques pensent que la raison de l'hibernation des ours provient de ce que leur principale nourriture (végétation succulente) n'est pas disponible pendant les hivers froids du nord. (Fait intéressant, les ours polaires hibernent pendant les mois d'été lorsque les phoques ne sont pas disponibles.)

En général, les ours présentent des caractéristiques anatomiques compatibles avec un régime carnivore. L'articulation de la mâchoire d'ours est au même plan que les dents molaires. Le muscle temporal est massif, et l'angle de la mandibule est petit correspondant au rôle limité que jouent les muscles ptérygoïdiens et masséters dans l'exploitation de la mâchoire. L'intestin grêle est court (inférieur à cinq fois la longueur du corps) comme celle des carnivores purs, et le côlon est simple, lisse et court. L'adaptation la plus importante à un régime herbivore des ours (et d'autres "anatomique" omnivores) est la modification de leur dentition. Les ours conservent des incisives en forme de tenon, les grandes canines et les prémolaires de cisaillement d'un carnivore, mais les molaires sont devenues carrées avec des cuspides arrondies pour le concassage et le broyage.

Les ours n'ont, cependant pas, adopté les ongles aplatis et émoussés de la plupart des herbivores et ont conservé les griffes allongées et pointues d'un carnivore.

Un animal qui capture, tue et mange des proies doit posséder un équipement physique qui rend la prédation pratique et efficace. Comme les ours incluent des quantités importantes de viande dans leur alimentation, ils doivent conserver les caractéristiques anatomiques qui leur permettent de capturer et de tuer des proies. Par conséquent, les ours ont une structure de mâchoire, de musculature et de dentition qui leur permet de développer et d'appliquer les forces nécessaires pour tuer et dépecer une proie. Ainsi une articulation de la mâchoire de type herbivore (au-dessus du plan des dents), serait une évolution beaucoup plus efficace pour concasser et broyer de la végétation et offrirait potentiellement aux ours la possibilité d'inclure un large éventail d'aliments végétaux dans leur alimentation, mais, serait beaucoup plus fragile que l'articulation carnivore de type charnière.  L'articulation de la mâchoire herbivore se disloque de façon relativement facile et ne soutiendrait pas assez bien la contrainte de soumettre une proie en difficulté et / ou de broyer des os (alors que cette nécessité est couverte par la large ouverture de la bouche dont les carnivores ont besoin). Dans la nature, un animal avec une mâchoire disloquée serait soit bientôt prêt de mourir de faim ou d'être mangé par quelque chose d'autre et, de ce fait, d'être exclus du processus de l'évolution.

Une espèce donnée ne peut pas adopter la plus fragile mais plus mobile et efficace mâchoire herbivore que si elle s'engage dans une alimentation essentiellement végétale, car sinon elle risque la dislocation de la mâchoire, la mort et, finalement, l'extinction.

Et moi ?

L'appareil digestif humain comprend les particularités anatomiques d'un régime herbivore. Les êtres humains ont les lèvres musculeuses et une petite ouverture de la bouche. Bon nombre des soi-disant "muscles d'expression" sont en fait des muscles utilisés lors de la mastication. La langue agile et musclée, essentielle pour manger, est adaptée à la parole et à bien d'autres choses. L'articulation maxillaire inférieure, aplatie par une plaque cartilagineuse, est située bien au-dessus du plan des dents. Le muscle temporal est réduit . La caractéristique "mâchoire carrée" des mâles adultes traduit le processus combiné angle élargi de la mâchoire inférieure et du groupe de muscles masséter / ptérygoïde. La mâchoire inférieure humaine peut aller de l'avant pour engager les incisives, et aller d'un côté à l'autre pour écraser et broyer.

Les dents de l'homme sont également semblables à celles des autres herbivores, à l'exception des canines (des canines de certains des grands singes sont allongées et sont considérées comme utilisées pour dissuader et / ou de défendre). Nos dents sont assez grandes et généralement butent les unes contre les autres. Les incisives sont bien à plat et de type bêche, utiles pour éplucher, couper et mordre des matériaux relativement tendres. Les canines ne sont ni dentelées, ni coniques, mais aplaties, émoussées et petites et fonctionnent comme des incisives. Les prémolaires et les molaires sont carrées, aplaties et nodulaires, et utilisées pour le broyage, et la trituration d'aliments plutôt mous.

La salive humaine contient une enzyme digestive glucidique, l'amylase salivaire. Cette enzyme est responsable de la majorité de la digestion de l'amidon. L'œsophage est étroit et adapté à de petites portions molles d'aliments mâchés. Manger vite, en essayant d'avaler une grande quantité de nourriture ou d'aliment fibreux et / ou mal mastiqués (la viande est la cause la plus fréquente) se traduit souvent par un étouffement chez les humains.

L'estomac de l'homme est à poche unique, et modérément acide - Médicalement, quand une personne se présente avec un pH gastrique inférieur à 4-5 et qu'il y a des aliments dans l'estomac, c'est une cause de préoccupation - Le volume de l'estomac représente environ 21-27% du volume total de l'appareil digestif humain.

 L'estomac constitue une chambre de mélange et de stockage, mélangeant et liquéfiant les aliments ingérés, il régule leur entrée dans l'intestin grêle. L'intestin grêle humain est long, avec une moyenne de 10 à 11 fois la longueur du corps. (La taille moyenne de l'intestin grêle est de 6,6 à 9 m. La taille du corps humain mesurée à partir du sommet de la tête à la fin de la colonne vertébrale et en moyenne de 60 à 90 cm chez les individus de taille normale.)

 Le côlon humain illustre la structure à poche propre aux herbivores. Le gros intestin extensible est plus grand dans la partie proche de l'intestin grêle, et il est relativement long. Le côlon de l'homme est responsable de l'absorption par électrolyse de l'eau et de la production et de l'absorption des vitamines. Il existe également une fermentation bactérienne de matières végétales fibreuses, avec production et absorption de quantités importantes d'énergie alimentaire (chaîne courte d'acides gras volatiles) selon la teneur en fibres du régime alimentaire. La mesure du déroulement de la fermentation et de l'absorption des métabolites dans le côlon humain n'a commencé à être étudiée que récemment.

 En conclusion

Nous constatons que les êtres humains ont la structure d'un appareil digestif résolument herbivore. L'humanité ne montre pas les caractéristiques structurelles mixtes attendues et trouvées chez les omnivores anatomiques, comme les ours et les ratons laveurs. Ainsi, en comparant l'appareil gastro-intestinal des humains à celui des carnivores, herbivores et les omnivores, nous devons conclure que l'appareil digestif des humains est conçu pour un régime alimentaire purement végétal.