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Métabolisme des glucides

21 janvier 2013 0 Comments

Métabolisme des glucides

Digestion et absorption des glucides

Le métabolisme des glucides commence par leur digestion, de la bouche à l’intestin. Les sucres présents dans l’alimentation sont souvent sous forme composée de poly- ou disaccharides, le processus de digestion va les transformer en sucres simples utilisables par l’organisme.

Les 5 enzymes impliquées dans la digestion des sucres sont :

– l’amylase salivaire

L’amidon et le glycogène ingérés sont digérés partiellement par l’action de l’amylase salivaire avec formation de dextrines intermédiaires et de maltose.Plus la mastication est longue, plus les enzymes peuvent agir.

L’activité de l’amylase est inhibée par le pH acide de l’estomac (elle ne fonctionne qu’à pH neutre).

– l’amylase pancréatique

Dans le petit intestin, le pH est augmenté par le suc pancréatique alcalin et l’amylase pancréatique complète l’action de l’amylase salivaire.

– maltase, lactase, sucrase

Au niveau de la bordure en brosse de l’intestin, le maltose obtenu, ainsi que le lactose et le saccharose ingérés, sont transformés en monosaccharides (glucose, galactose, fructose) par les disaccharidases (maltase, lactase, sucrase) de la muqueuse intestinale.

digestion-glucides

Absorption des différents glucides

 

 Mécanismes d’absorption des glucides

Le glucose et le galactose sont transportés dans le sang par un processus actif au travers de la membrane cellulaire intestinale. La vitesse d’absorption du glucose et du galactose est plus élevée que celle d’autres glucides qui, comme le xylose par exemple, sont absorbés par diffusion passive. Une partie du fructose peut être convertie en glucose pendant l’absorption.

Le fructose est absorbé plus lentement que le glucose et le galactose, par diffusion facilitée.

Le glucose, contrairement au fructose et au galactose, n’est pas métabolisé uniquement par le foie. Il va déclencher la sécrétion d’insuline, soit directement, soit indirectement, via la sécrétion d’incrétines par le tractus gastro-intestinal.

Après absorption, les glucides sont acheminés au foie par la veine porte.

Les glucides non digestibles (les fibres) ne sont pas absorbés, mais sont fermentés au niveau du côlon par la flore intestinale ; ils agissent sur la vidange gastrique, le transit intestinal et l’équilibre du microbiote intestinal.

Métabolisme du glucose

En fonction des besoins corporels, les glucides sont

  • Métabolisés en CO2 + H2O (pour fournir immédiatement de l’énergie)
  • Mis en réserve
  • Sous forme de glycogène (glycogenèse) dans le foie essentiellement (100-300 g), le muscle (60 g) et un peu dans le rein
  • Sous forme de triglycérides dans le tissu adipeux (lipogenèse)
  • Convertis en corps cétoniques, acides aminés et protéines

 

Le métabolisme des glucides met en jeu différentes voies métaboliques qui permettent :

• soit d’utiliser le glucose sanguin d’origine alimentaire lorsqu’il est abondant, par oxydation (glycolyse), ou de le

stocker sous forme de réserves de glycogène dans le foie et les muscles (glycogénogenèse)

• soit, au contraire, à distance des apports alimentaires, de produire du glucose à partir des réserves de glycogène (glycogénolyse) ou à partir d’acides aminés (néoglucogenèse)

 Le fructose et le galactose sont phosphorylés avant d’entrer finalement dans la voie métabolique du glucose.

Divers termes sont utilisés pour décrire les processus généraux de ce métabolisme:

  • Glycogenèse : conversion du glucose en glycogène;
  • Glycogénolyse : dégradation du glycogène en glucose et autres intermédiaires;
  • Néoglucogenèse : formation de glucose au départ de sources non glucidiques (acides aminés, glycérol ou lactate);
  • Glycolyse : conversion du glucose en lactate ou pyruvate. C’est la voie métabolique qui permet la production d’énergie par les cellules.
métabolisme des différents glucides

métabolisme des différents glucides

Chaque étape est catalysée par un enzyme spécifique. Dans certains cas, deux enzymes différents agissent à la même étape, selon le sens de la réaction. Il y a des relations entre le métabolisme glucidique et la formation de lactate, des corps cétoniques et des triglycérides.

La voie des pentose-phosphates (shunt des hexoses-monophosphates) est une voie alternative du métabolisme du glucose. C’est une voie importante car elle forme du NADPH utilisé par maintenir l’intégrité de la membrane des hématies, pour la synthèse des lipides et stéroïdes, pour des hydroxylations et d’autres réactions anaboliques.

La glucokinase et la glucose-6-phosphatase sont 2 enzymes clefs intervenant dans la transformation du glc en glc-6-P.

 Métabolisme du fructose

Le fructose est principalement métabolisé dans le foie. Dans l’hépatocyte, après phosphorylation, le fructose est métabolisé en trioses-phosphates, qui entrent également dans le cycle de Krebs. Une part importante des ces triosesphosphates va servir à la synthèse de glycogène dans le foie et une petite portion va être transformée en acides gras par les voies de la lipogenèse de novo.

Le fructose, à concentration physiologique, est un puissant régulateur du captage du glucose par le foie et de la synthèse de glycogène. La consommation de petites quantités de fructose dans un repas glucidique améliore la tolérance au glucose. Malheureusement, ces effets bénéfiques ne persistent pas en cas de consommation chronique de fructose. La consommation de fructose a augmenté de façon considérable ces dernières années et est corrélée à une augmentation de l’obésité, du syndrome métabolique, du diabète de type 2 et des maladies cardiovasculaires.

 Régulation de la glycémie (glucose dans le sang)

La glycémie est très finement régulée car le manque ou l’excès sont néfastes pour l’organisme.

Le manque de glucose est néfaste à la fonction cellulaire, en particulier pour les cellules dont il est le substrat énergétique : cerveau, rétine, épithélium germinatif des gonades.

Pendant un jeûne de courte durée (≈24h), une chute brutale de la glycémie (hypoglycémie) est corrigée en puisant principalement dans les réserves hépatiques de glycogène, une petite quantité de glucose pouvant aussi être prélevée dans le tissu rénal. Le glycogène musculaire n’est pas mobilisé !! En effet, contrairement au muscle, le foie et le rein possèdent la glucose-6-phosphatase, enzyme nécessaire pour convertir en glucose le glucose-6-phosphate provenant de la glycogénolyse ou éventuellement de la gluconéogenèse.

Pendant un jeûne de longue durée (>42h), une fois les réserves consommées (max ≈ 72h), la gluconéogenèse agit de façon significative pour maintenir les taux sanguins de glucose.

Glycogène de réserve du muscle squelettique : ce dernier ne peut directement contribuer au glucose sanguin.

Au contraire, l’excès de glucose est toxique.

  • Effets immédiats : Il induit une diurèse osmotique, une déshydratation cellulaire et de l’organisme.
  • De manière chronique (effet à long terme), le glucose en excès va former une liaison covalente non enzymatique à des protéines de longue durée de vie avec détérioration de leur structure et fonction.
  • Lorsque la glycémie s’élève, habituellement par suite de l’absorption de glucides par l’intestin, la glycogenèse remplace la glycogénolyse et convertit l’excès de glucose en glycogène hépatique et musculaire.

La lipogenèse est aussi stimulée par un excès de glucose.

Plusieurs hormones jouent un rôle important dans la régulation de la glycémie dont l’insuline.

Pour éviter ces problèmes, la glycémie est maintenue dans une zone étroite de concentrations :

  • D’une manière générale : 70-140 mg/dL (techniquement, même après un repas riche, on ne dépasse pas 140mg/dL chez un individu sain)
  • À jeun : 70-100 mg/dL

En dépit des modifications qui se produisent entre l’état à jeun et la prise des repas, la régulation de la glycémie est le résultat des actions coordonnées d’hormones :

  • D’une part, l’insuline qui tend à abaisser la glycémie (↔ hypoglycémiantes) et,
  • d’autre part, d’hormones qui exercent une régulation dans le sens opposé . Elles sont appelées « hormones contre- et insuliniques » (hyperglycémiantes)
  • principalement le glucagon,
  • l’adrénaline,
  • le cortisol
  • l’hormone de croissance (GH)

La réponse hormonale appropriée sera déclenchée par les variations de la glycémie et par d’autres stimuli.

D’une manière générale, ces hormones agissent sur 3 organes : foie, muscle, adipocytes.

Sources
cours biochimie 2012, ULB
image : www.sucre-info.com
Cah. Nutr. Diét., 2008, 43, 2S1-2S62

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