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La dénutrition (état résultant de la sous-nutrition) peut avoir des effets allant jusqu'à la mort:

• sensation impérieuse de faim et de soif ;
• hypoglycémie, avec notamment des vertiges et une sensation de faiblesse (asthénie) ;
• perte de masse corporelle (« poids »), amaigrissement ;
• déshydratation (apport d'eau insuffisant) ;

Le corps humain dispose de réserves d'énergie sous forme de glucides et de lipides. Les glucides sont utilisés pour le fonctionnement des organes, et les lipides sont transformés en glucides pour être mis à disposition des organes. Ce phénomène provoque la maigreur et la perte de masse corporelle.

Lorsque les réserves en lipides sont toutes consommées, le corps commence à dégrader les protides (protéines), et notamment les cellules des muscles. Pour les dénutritions sévères, il y a donc une perte de masse musculaire. Lorsque les muscles abdominaux ne peuvent plus supporter le poids des viscères, cela provoque un gonflement du ventre, associé à l'ascite, due à la fuite d'eau du secteur vasculaire vers la cavité péritonéale consécutive au manque de protéines dans le sang.

Lorsque la sous-nutrition se produit au stade de l'enfance, elle a des effets graves sur la croissance du cerveau humain, et nuit de façon parfois irréversible à ses capacités

D'autres effets incluent :

• Baisse du métabolisme de base
• Hausse de la cétogenèse, apparition des corps cétoniques.
• Baisse des stéroïdes sexuels, et de l'attirance sexuelle ; aménorrhée et baisse de la production de spermatozoïdes.
• Lanugo (croissance de duvet isolé).
• Constipation et problèmes gastro-intestinaux.
• Troubles du sommeil.
• Faiblesse musculaire.
• Hypothermie.
• Modifications dans les hormones régulant l'appétit et la satiété.
• Croissance retardée.
• Inanition et mort.

L'état des petits enfants maigres à gros ventre est décrit sous le nom de Kwashiorkor

En dépit de la révolution verte, la lutte contre la sous- et malnutrition reste ardue en raison du nombre très important de personnes concernées. On dispose des repères suivants :

• Années 1950 : un milliard et demi de personnes souffrant de sous-nutrition, sur une population de 2,5 milliards d'habitants.
• 2006 : presque 800 millions de personnes souffrent de sous-alimentation chronique et la nourriture dont elles disposent n'est même pas suffisante pour répondre aux besoins énergétiques minimum. Environ 200 millions d'enfants de moins de cinq ans présentent des symptômes aigus ou chroniques de malnutrition.

La ration calorique moyenne per capita dans les pays sous-développés est aujourd'hui voisine de ce qu'elle était dans les pays développés en 1950, mais la nutrition équilibrée ne se résume toutefois pas à un bilan calorique correct, et en particulier les taux de protéines animales y sont encore éloignés de ce que recommande la diététique. Il n'y a donc plus de problème structurel de sous-nutrition (hors événements exceptionnels comme les famines), mais plutôt de malnutrition. Des îlots graves de malnutrition subsistent par ailleurs — et parfois se développent — en Afrique subsaharienne.