Glucides
Comprendre la structure et les rôles des glucides, leur digestion et leur absorption, ainsi que le devenir du glucose dans l’organisme.
SOMMAIRE
I. Définition et rôles des glucides
Les glucides, aussi appelés hydrates de carbone, sont des molécules organiques constituées principalement de carbone (C), d’hydrogène (H) et d’oxygène (O).
Ils regroupent des molécules de structure et de taille très variables, depuis les oses simples, comme le glucose, jusqu’aux polysaccharides, comme le glycogène ou l’amidon.
Les glucides remplissent plusieurs fonctions essentielles dans l’organisme :
Le glucose constitue un substrat énergétique majeur des cellules et participe à la production d’ATP.
Le glucose peut être stocké sous forme de glycogène, principalement dans le foie et les muscles.
Le ribose et le désoxyribose entrent respectivement dans la composition de l’ARN et de l’ADN.
Des glucides associés à des protéines ou à des lipides participent aux interactions et à la reconnaissance entre les cellules.
II. Classification des glucides
Les glucides peuvent être classés selon leur structure et le nombre d’unités glucidiques qui les composent.
On distingue principalement :
- les oses ou monosaccharides : constitués d’une seule unité glucidique ;
- les diholosides ou disaccharides : constitués de deux oses ;
- les polyosides ou polysaccharides : constitués d’un grand nombre d’oses ;
- les glucides associés à d’autres molécules, comme les glycoprotéines et les glycolipides.
Les oses constituent les unités élémentaires des glucides. Les glucides alimentaires plus complexes doivent être hydrolysés en molécules plus simples au cours de la digestion avant leur absorption.
Glucose · Fructose · Galactose
Saccharose · Lactose · Maltose
Glycogène · Amidon · Cellulose
Glycoprotéines · Glycolipides
Cette classification repose sur la structure des glucides. Les termes « sucres rapides » et « sucres lents », autrefois utilisés, ne sont pas synonymes de glucides simples et de glucides complexes : la structure d’un glucide ne détermine pas à elle seule son effet sur la glycémie.
III. Les oses ou monosaccharides
Les oses, ou monosaccharides, sont les glucides les plus simples. Ils sont constitués d’une seule unité glucidique et ne peuvent pas être hydrolysés en glucides plus petits.
Ils peuvent être directement absorbés par l’intestin, sans transformation préalable en glucides plus simples.
Les trois principaux oses alimentaires sont :
- le glucose, principal glucide circulant dans le sang et substrat énergétique majeur des cellules ;
- le fructose, présent entre autres dans les fruits et le miel ;
- le galactose, qui entre dans la composition du lactose.
Le glucose, le fructose et le galactose possèdent 6 atomes de carbone : ce sont des hexoses.
Les oses peuvent également être classés selon la nature de leur fonction chimique :
- les aldoses possèdent une fonction aldéhyde : le glucose et le galactose appartiennent à cette catégorie ;
- les cétoses possèdent une fonction cétone : le fructose est un cétose.
IV. Les diholosides ou disaccharides
Les diholosides, ou disaccharides, sont des glucides constitués de deux oses reliés par une liaison osidique.
La formation de cette liaison s’accompagne de la libération d’une molécule d’eau. À l’inverse, son hydrolyse permet de séparer les deux oses.
Les principaux diholosides alimentaires sont le saccharose, le lactose et le maltose.
Les diholosides ne sont pas absorbés sous leur forme intacte. Ils doivent être hydrolysés en oses au niveau de l’intestin grêle grâce à des enzymes de la bordure en brosse :
- la sucrase hydrolyse le saccharose ;
- la lactase hydrolyse le lactose ;
- la maltase hydrolyse le maltose.
Un déficit en lactase entraîne une mauvaise digestion du lactose. Le lactose non absorbé peut alors être à l’origine de symptômes digestifs, comme des ballonnements, des douleurs abdominales ou une diarrhée.
V. Les polyosides ou polysaccharides
Les polyosides, ou polysaccharides, sont des glucides complexes constitués d’un grand nombre d’oses reliés entre eux par des liaisons osidiques.
Ils peuvent assurer différentes fonctions selon leur structure : réserve énergétique ou rôle structural.
Chez l’être humain et dans l’alimentation, trois polyosides sont particulièrement importants : le glycogène, l’amidon et la cellulose.
Polymère de glucose constituant la principale forme de stockage des glucides chez l’être humain.
Polymère de glucose présent dans de nombreux aliments d’origine végétale.
Polymère de glucose participant à la structure de la paroi des cellules végétales.
VI. Digestion des glucides
La digestion des glucides permet de transformer les glucides alimentaires digestibles en oses pouvant être absorbés par l’intestin : principalement le glucose, le galactose et le fructose.
Elle débute dans la bouche et se poursuit essentiellement dans l’intestin grêle.
L’amylase salivaire commence l’hydrolyse de l’amidon en glucides de plus petite taille.
L’acidité gastrique inactive progressivement l’amylase salivaire. L’estomac joue donc un rôle limité dans la digestion enzymatique des glucides.
L’amylase pancréatique, libérée dans le duodénum, poursuit l’hydrolyse de l’amidon.
Résultat : glucose, galactose et fructose peuvent ensuite être absorbés par les entérocytes.
Les fibres alimentaires non digestibles, comme la cellulose, ne sont pas hydrolysées par les enzymes digestives humaines. Elles poursuivent leur trajet dans le tube digestif.
VII. Absorption intestinale des glucides
L’absorption des glucides s’effectue principalement dans l’intestin grêle. À l’issue de la digestion, seuls les monosaccharides — glucose, galactose et fructose — peuvent traverser l’épithélium intestinal.
Leur passage à travers les entérocytes fait intervenir différents transporteurs membranaires.
Le glucose et le galactose pénètrent dans l’entérocyte grâce au cotransporteur SGLT1, associé au sodium (Na⁺). Le fructose utilise le transporteur GLUT5 par diffusion facilitée.
Les trois monosaccharides quittent ensuite l’entérocyte au niveau de sa membrane basolatérale, principalement par GLUT2. Ils rejoignent les capillaires intestinaux puis la circulation porte, qui les conduit vers le foie.
VIII. Devenir du glucose dans l’organisme
Après son absorption intestinale, le glucose peut être utilisé par les cellules pour produire de l’énergie ou être stocké sous forme de glycogène.
Son devenir dépend des besoins énergétiques de l’organisme.
Lorsque les réserves doivent être mobilisées, le glycogène peut être dégradé : ce processus est appelé glycogénolyse.
La glycolyse se déroule dans le cytoplasme et transforme le glucose en pyruvate en produisant une petite quantité d’ATP. Lorsque les conditions le permettent, le pyruvate peut ensuite être utilisé par le métabolisme aérobie mitochondrial, permettant une production beaucoup plus importante d’ATP.
Le stockage du glucose sous forme de glycogène correspond à la glycogénogenèse. À l’inverse, la dégradation du glycogène correspond à la glycogénolyse.
La concentration de glucose dans le sang est étroitement contrôlée par des mécanismes hormonaux.
IX. Les glucides associés à d’autres molécules
Les glucides peuvent être associés à d’autres molécules biologiques. Ces associations participent à la structure des cellules, à leur reconnaissance et à leur fonctionnement.
On retrouve principalement les glycoprotéines, les glycolipides et les molécules contenant un pentose, comme les nucléosides.
Les glycoprotéines sont des protéines auxquelles sont associées une ou plusieurs chaînes glucidiques.
Les glycolipides sont des lipides auxquels est associée une partie glucidique. Ils sont présents dans les membranes cellulaires.
Un nucléoside associe une base azotée à un pentose : le ribose ou le désoxyribose.
L’ajout d’un ou plusieurs groupements phosphate à un nucléoside forme un nucléotide. Les nucléotides constituent les unités de base de l’ADN et de l’ARN. Certains remplissent également d’autres fonctions : l’ATP, par exemple, intervient dans les transferts d’énergie au sein de la cellule.
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