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Les glucides alimentaires et la glycémie
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Introduction :
Ce cours porte sur les glucides alimentaires et leur impact sur la glycémie.
Dans une première partie nous verrons les glucides et comment les séparer en classes.
Dans la deuxième partie, nous nous intéresserons à la digestion enzymatique des glucides.
Enfin, nous aborderons le devenir des nutriments glycémiques et la notion de glycémie dans l’organisme.
Les glucides : définition et classement
Pour fonctionner, nos cellules ont besoin d'énergie. Cette énergie, c'est le glucose, qui appartient à la grande famille biochimique des glucides.
Glucide :
Les glucides sont des composés organiques carbonylés polyhydroxylés. La formule brute des glucides est : CnH2nOn
Assemblage d’en composé organique
Composé organique carbonylé
Composé organique polyhydroxylé
Classement des glucides
Représentation du glucose et du fructose
Ce qui différencie le glucose du fructose est la place de la fonction carbonyle. Dans la molécule de glucose, la fonction carbonyle est portée par le 6e carbone alors qu’elle est portée par le 5e carbone dans la molécule de fructose.
Assemblage des molécules du saccharose
Assemblage des molécules du lactose
Polysaccharides
La cellulose aussi est l’assemblage de plus de 10 oses de glucoses, seulement, la différence avec l’amidon est le type de liaison qui permet de relier les oses. On parle de liaison alpha 1-4 pour l’amidon et de liaison beta 1-4 pour la cellulose.
Une simple différence de liaison entraine le fait que nous, humains, ne pouvons pas hydrolyser les molécules de celluloses qui, de ce fait, ne nous apportent pas d’énergie. La cellulose a toutefois un rôle très important dans notre système digestif car c’est une fibre qui favorise le fonctionnement de nos intestins.
Liaisons alpha 1 - 4 et bêta 1 - 4
D’une manière générale, les glucides ont pour rôle d’apporter de l’énergie à la cellule.
C’est aussi sous forme de glucides que les organismes vont stocker l’énergie :
La famille des glucides a également un rôle de soutien. En effet, c’est grâce à la cellulose que les plantes peuvent tenir debout.
Une fois qu’un glucide a été ingéré, différents évènements se déroulent au sein du système digestif.
La digestion enzymatique des glucides
Hydrolyse :
Rupture d’une liaison covalente avec incorporation d’une molécule d’eau.
Les oses sont de petits glucides non hydrolysables. Ils représentent la plus petite structure de la famille des glucides. Ils ont la particularité de pouvoir franchir la barrière intestinale très facilement dès qu’ils atteignent l’intestin grêle.
Les holosides sont un assemblage d’un certain nombre d’oses. Ces molécules sont hydrolysables. Pour que l’hydrolyse se passe, il faut l’intervention d’une enzyme.
Enzyme :
Une enzyme est un catalyseur biologique de nature protéique généralement. Un catalyseur permet d’accélérer une réaction biochimique dans un organisme vivant.
Les enzymes digestives se trouvent dans les sucs digestifs comme la salive, les sucs gastriques déversés dans l’estomac ou la bile et les sucs pancréatiques déversés dans l’intestin grêle.
Voyons maintenant comme fonctionne la réaction enzymatique.
Une enzyme est caractérisée par son site actif.
Site actif :
On appelle site actif le site particulier dans une enzyme où se lie le substrat et où se produit la réaction enzymatique. Le substrat peut alors se loger dans le site actif de l’enzyme. Il se forme alors un complexe enzyme-substrat qui va donner des produits et l’enzyme qui reste inchangée.
Site actif
Chaque enzyme a ses conditions optimales de fonctionnement qui dépendent généralement de la température et du pH. Ces conditions permettent de rendre accessible le site actif par le dépliement de l’enzyme qui est une protéine.
Par exemple, la lactase est une hydrolase digestive. Comme son nom l’indique, sa spécificité d’action est l’hydrolyse. Son substrat est le lactose qu’elle hydrolyse en une molécule de glucose et une molécule de galactose.
La lactase ne peut hydrolyser une molécule de saccharose, c’est sa spécificité de substrat.
L’enzyme digestive capable d’hydrolyser une molécule de saccharose pour donner une molécule de glucose et une molécule de fructose est la saccharase.
Autre exemple, l’amidon est une molécule qui va être hydrolysée par l’amylase qui va donner plusieurs molécules de glucose.
La cellulose n’est pas hydrolysable par l’homme. Cela est dû au fait que l’on ne dispose pas d’enzyme capable de réaliser une telle hydrolyse, malgré le fait que la cellulose comme l’amidon est formée d’un assemblage de molécules de glucose.
Le seul fait que les liaisons ne sont pas les mêmes empêche l’amylase d’agir sur la cellulose.
Spécificités des enzymes digestives
Le devenir des nutriments glucidiques et la glycémie
Une fois les aliments riches en glucides ingérés, les enzymes les hydrolysent pour obtenir des oses simples directement assimilables par notre intestin. Ces oses vont alors se retrouver dans la circulation sanguine.
Glycémie :
La glycémie est la concentration en glucose du plasma sanguin. À jeun, la glycémie normale est de l’ordre de 0.7 à 1.1 g/L. On parle de normoglycémie.
La glycémie varie dans la journée mais cette variation reste très faible de l’ordre de 0.1 gramme.
Après les repas et proportionnellement à leur teneur en glucides, la glycémie augmente. Il y a trois périodes dans la journée où la consommation de glucides augmente. Ces trois périodes correspondent à la période d’activité physique.
Par ailleurs, après le troisième repas la glycémie augmente puis diminue alors que c’est la nuit et que la personne ne fait pas d’activité physique.
Système de régulation de la glycémie
Suite à une hausse due à un apport alimentaire, la glycémie peut baisser en raison de :
Ce schéma montre la radioactivité mesurée deux heures après ingestion de glucose radioactif :
Mesure du glucose 2 heures après ingestion de glucose radioactif
Ici, 89 % du glucose ingéré est encore présent dans l’organisme :
Conclusion :
Le glucose qui est la principale source énergétique de nos cellules appartient à une grande famille biochimique que l’on appelle la famille des glucides. Tous les glucides ont en commun d’être des molécules organiques carbonylées polyhydroxylées.
Tous les glucides ne sont pas aussi petits que le glucose et ne sont pas assimilables tels quels par notre intestin. Il y a alors intervention des enzymes digestives qui ont pour but d’hydrolyser les grosses molécules.
Le taux de glucose dans le sang est appelé glycémie et il est régulé au cours de la journée par différents organes comme le foie, les muscles et le tissu adipeux.