Transcript Cours_7_-_Les_glucides_-_Le_glucose_-_Glycemie

Glucides – glucose – glycémie
Digestion et absorption des glucides
Régulation de la glycémie (partie 1)
COURS 7 DE GILLES FAURY du 19/4/2011
DAEU-B
Rôles du glucose :
- Rôle énergétique
- Rôle structurale
Rôle énergétique :
Le glucose est la principale molécule énergétique catabolisée par l'ensemble des cellules
de l'organisme en vue de la production d'ATP. 50 g de glucose sont utilisés par jour par les
hématies, 150 g par le système nerveux central, 50 g par les muscles striés squelettiques
(sédentaire). La production journalière d'ATP chez un adulte sédentaire est estimée à 40
kg.
Catabolisme du glucose dans le cadre de la respiration aérobie
• Oxydation complète du glucose en dioxyde de carbone : C6H1206 + 6 H20 => 6 CO2 + 24
H+ + 24 e
• Réduction de l'accepteur final d'électrons : 02 + 4H+ + 4 e => 2 H20
• Réaction d'oxydo-réduction du glucose dans le cadre de la respiration aérobie : C6H1206 +
6 02 => 6 CO2 + 6 H20
Catabolisme du glucose dans le cadre de la fermentation lactique
• Oxydation incomplète du glucose en acide pyruvique : C6H1206 => 2 C3H403 + 4 H+ + 4 e
• Réduction de l'accepteur final d'électrons : C3H403 + 2 H+ + 2 e => C3H603
• Réaction d'oxydo-réduction du glucose dans le cadre de la fermentation lactique :
C6H1206 => 2 C3H603
Rôle structural
L'importance des glucides d'un point de vue structural est
énorme :
• production des protéines glycosylées (glycoprotéines),
propres aux eucaryotes ;
• vecteurs d'informations biologiques majeurs.
Quantité de nutriments dans le sang
Nutriments
Entre les repas
Juste après la
digestion d'un repas
Glucose
0.8 g/l
1.5 à 2.6 g/l
Acides
aminés
0.5 g/l
15 g/l
Acides gras
4 à 7 g/l
20 g/l
GLYCEMIE
Importance des glucides dans l'apport énergétique total
(AET) pour un adulte sédentaire
Glucides
55 % (soit 400 g.j-1)
dont :
• amidon : 50 %
• saccharose : 30 %
• lactose : 10 %
• autres : 10 %
Lipides
12 %
Protides
33 %
L'amidon (du latin amylum, non moulu) est un glucide complexe (polyoside)
composé de chaînes de molécules de D-Glucose. Il s'agit d'une molécule de
réserve énergétique pour les végétaux supérieurs et un constituant essentiel de
l'alimentation humaine.
Digestion de l'amidon
Lors de la digestion, les molécules d'amidon se dissocient en chaînes glucanes
linéaires, elles-mêmes dissociées en glucoses simples et assimilables par le
système digestif. Les amylases, présentes dans la salive ainsi que dans le suc
pancréatique, permettent l'hydrolyse de l'amidon en dextrines (dont l'isomaltose),
maltose (un diholoside) et glucose (un ose). Par la suite dans l'intestin, deux
enzymes, la maltase et l'isomaltase, finissent l'hydrolyse des dextrines et du
maltose en glucose.
D-glucopyranose
= D-glucose
http://fr.wikipedia.org/wiki/Amidon
Teneur en amidon de quelques sources
Sources
% masse sèche
Céréales
blé :
maïs :
riz :
Tubercules
pommes de terre :
manioc
Légumineuses
Haricot :
Pois :
Fruits
Banane :
65 à 70
65 à 80
75 à 90
60 à 65
80 à 85
30 à 35
40 à 50
15 à 25
L'amidon est composé d'amylose et d'amylopectine,
les différences de proportions relatives entre ces
deux constituants donnant différents types d'amidon. Ainsi :
• maïs :
renferme environ 40 % d'amylose et
60 % d'amylopectine. La masse
molaire moyenne de l'amidon de
maïs est d'environ de 77 000 g.mol1.
• blé, pomme
de terre :
renferment entre 20 et 28 %
d'amylose et de 80 à 72 %
d'amylopectine. La masse molaire
moyenne de l'amidon de blé est
d'environ de 170 000 g.mol-1.
• riz, sorgho, orge :
renferment
jusqu'à
d'amylopectine.
95
%
CH
CH2 OH
OH
CH 2 CH
OH 2 OH
2
OH
OH
O
OH
O
OH O
OH
R
OH
OH
OH
O
O
CH 2 OH
OH
OH
O
OH
OH
O
OH
LiaisonOH
 1--->6
OH
OH
OH
CH 2 OH
CH 2 OH
CH 2 OH
OH
R
OH
O
OH
O
OH
CH 2 OH CH 2 OH
CH 2 O
OH
OH
O
OH
OH
OH
O
OH
OH
Liaison  1--->4
CH 2 OH
CH 2 OH
L'amylose est une chaine
osidique non ramifiée constiuée
de l'enchaînement de 250 à 300
résidus de D glucopyrannose
reliés entre eux par des liaisons
1 4. La chaine d'amylose
n'est pas plane mais adopte une
structure hélicoïdale assez
lâche, chaque tour d'hélice
comprenant 6 résidus glucose.
L'amylopectine présente une
structure ramifiée constituée de
300 à 6 000 unités de Dglucopyrannose. Cette structure
est constituée de chaînes de 20
à 25 résidus D-glucopyrannose
unis par des liaisons  1 4, les
chaînes étant reliées entre elles
par des liaisons  1 6. La
spiralisation des chaines donne
un aspect buissonnant.
Digestion & Absorption des glucides
omnivores
herbivores
Glucides
Enzymes
salivaires et
digestives
Glucose dans
l’intestin grèle
Fermentations
microbiennes
Acides gras volatils
dans le rumen ou le
caeco-côlon
Absorption dans
la circulation sanguine
Digestion intestinale
•
•
Digestion=Hydrolyse
Trois sites pour la digestion:
1. Digestion extracellulaire:
• lumière du tube digestif
• Enzymes pancréatiques
• Donne de petites molécules
2.
Digestion membranaire
Enzymes de la bordure en brosse
Production d’oligomères et de monomère
3.
Digestion intracellulaire
Enzymes cytoplasmiques et lysosomiales
Digestion & absorption des
glucides
14-digestion-absorption-glucides-19
Absorption des glucides
chez les monogastriques
• A l’exception des nouveau-nés ( premières
24 heures), pas d’absorption de di-, tri-,
ou polysaccharides
• Seuls les monosaccharides peuvent être
absorbés par les entérocytes, ce qui
implique une digestion complète
• Les monosaccharides sont
essentiellement absorbés dans le
duodénum et le jéjunum
Étapes dans la digestion des glucides
Polysaccharides (ex: amidon)
Amylase salivaire
Amylase pancréatique
enzymes
sécrétées
disaccharides, trisaccharides,
Maltase (malt. 2 gluc.)
Lactase (lac. gluc + gal)
Sucrase (sucr. gluc + fruc)
Isomaltase (-limit dextrinase)
Bouche, oesophage,
estomac et lumière
du tube digestif
Enzymes
intestinales de
surface
Monosaccharides
Les glucides sont exclusivement absorbés
sous la forme de monosaccharides :
glucose, fructose, galactose.
Vue générale sur la digestion des
glucides chez les monogastriques
Localisation
Enzymes
Bouche
Estomac
Intestin grêle
Salivary Amylase
(amylase)
Amylase pancréatique
substances
Amidon Maltose Sucrose Lactose
Dextrine→Maltose
Maltose
Enzymes bordure en brosse
Gros intestin
rien
Glucose Fructose Galactose
+
+
+
Glucose Glucose Glucose
microflore fermentation de la cellulose
Digestion dans la bordure en brosse
Sucrose
(=saccharose)
Maltose
Lactose
Sucrase
Glucose + Fructose
*pas de sucrase chez les ruminants
Maltase
Lactase
Glucose + Glucose
Glucose + Galactose
*pas de lactase chez la poule
Digestion des glucides dans l’intestin
• Les amylases salivaires sont inactives pour un pH<4.5
• 50% de l’amidon peut être digéré avant d’arriver dans l’intestin
• L’amylase pancréatique réalise la digestion en 10 minutes
14-digestion-absorption-glucides-24
Digestion des glucides par
l’amylase pancréatique
 Hydrolyse des liaisons alpha 1-4
 Production des monosaccharides,
disaccharides, et polysaccharides
 importance majeure dans la digestion de
l’amidon et du glycogène en maltose
Amylase
Polysaccharides
Disaccharides
14-digestion-absorption-glucides-25
Digestion de l’amidon par
l’amylase pancréatique
• Digère l’amidon en
oligosaccharides
• Les oligosaccharides
sont hydrolysés par
les enzymes de la
bordure en brosse.
Insert fig. 18.32
14-digestion-absorption-glucides-26
Digestion dans la
bordure en brosse
14-digestion-absorption-glucides-27
Digestion des glucides dans l’intestin
• La bordure en brosse agit sur les oligosaccharides, le
maltose, le saccharose, lactose & fructose
– Le lactose est indigestible après l’âge de 4 ans chez la
plupart des hommes (pas de lactase) 14-digestion-absorption-glucides-28
Digestion dans la bordure en brosse
• Digestion médiée par les enzymes
synthétisées par la bordure en
brosse des entérocytes
Enzymes de la bordure en brosse
Disaccharides
Monosaccharides
14-digestion-absorption-glucides-29
Les trois oses simples (glucose, galactose, fructose)
arrivent au foie par la veine porte hépatique (1).
Ils sont ainsi traités par le foie avant de pénétrer
dans la circulation générale.
Le foie est un organe vital stratégiquement
situé entre le tube digestif (ainsi que la rate et le
pancréas) et la circulation sanguine générale.
Le foie a une fonction de stockage et de
redistribution des glucides en
fonction des besoins de l'organisme.
Conversion hépatique
Dans le foie, galactose et fructose
sont convertis en glucose.
L'utilisation des glucides est donc
l'utilisation du glucose.
http://pedagogie.ac-montpellier.fr/Disciplines/sti/biotechn/documents/Fiche_les_glucides.doc
http://www.monanneeaucollege.com/3.svt.chap7-doc.htm#
l'Amidon, les Protéines et les
Lipides, vont être digérés lors de la
digestion.
L'Amidon est un polymère de glucose,
c'est la forme de stockage du glucose dans le monde végétal.
les nutriments
sont les
petites
molécules
résultant de la
digestion des
aliments.
les nutriments ainsi que l'eau, les ions minéraux, les vitamines passent dans les
vaisseaux sanguins et les vaisseaux lymphatiques au niveau de la paroi de l'intestin
grêle. C'est l'absorption intestinale. Cette absorption est assurée par des microvillosités
dont la surface est estimée à près de 300 m2.
A noter pour finir que les fibres végétales formées de cellulose ne sont pas digérées,
elles sont évacuées sans modification dans les matières fécales, elles contribuent au
transit intestinal.
EXERCICES :
On veut préparer une solution physiologique
contenant une concentration correcte de glucose :
- Pour préparer 1 litre de solution physiologique, combien faut-il
ajouter de glucose (en grammes) ?
- Combien cela représente-t-il de molécules de glucose (par litre) ?
- Si on ajoute la même quantité de saccharose à la place du glucose,
cela joue-t-il le même rôle ? Pourquoi ?
-Si on voulait mimer, dans la solution physiologique, la concentration
de glucose présente chez un diabétique, quelle est la quantité de
molécules de glucose qu’il faudrait ajouter (par litre) ?
Bibliographie :
• Cours de physiologie, J. C.
Ehrhart.
• Physiology, third edition, Berne et
Levy.
• Biochimie des aliments, M.
Frenot.
http://physiologie.envt.fr/spip/IMG/ppt/14-digestion_absorption__glucides__proteines.ppt
http://pedagogie.ac-montpellier.fr/Disciplines/sti/biotechn/documents/Fiche_les_glucides.doc
Régulation de la glycémie et diabètes
1- LA REGULATION DE LA GLYCEMIE
ROLE DU FOIE