Les glucides sont un vaste groupe de substances organiques qui, avec les protéines et les graisses, constituent la base du corps humain et animal. Les glucides sont présents dans chaque cellule du corps et remplissent diverses fonctions. Les petites molécules de glucides, représentées principalement par le glucose, peuvent se déplacer dans tout le corps et remplir une fonction énergétique. Les grosses molécules de glucides ne bougent pas et remplissent principalement une fonction de construction. De la nourriture, une personne n'extrait que de petites molécules, car seules elles peuvent être absorbées par les cellules intestinales. De grosses molécules de glucides, le corps doit se construire. La totalité de toutes les réactions de décomposition des glucides alimentaires en glucose et la synthèse de nouvelles molécules à partir de celui-ci, ainsi que de nombreuses autres transformations de ces substances dans le corps, est appelée métabolisme des glucides en biochimie.
Classification
Selon la structure, il existe plusieurs groupes de glucides.
Les monosaccharides sont de petites molécules qui ne sont pas décomposées dans le tube digestif. Ce sont le glucose, le fructose, le galactose.
Les disaccharides sont de petites molécules glucidiques qui se décomposent en deux monosaccharides dans le tube digestif. Par exemple, le lactose - pour le glucose et le galactose, le saccharose - pour le glucose et le fructose.
Les polysaccharides sont de grosses molécules constituées de centaines de milliers de résidus de monosaccharides (principalement du glucose) liés entre eux. C'est de l'amidon, du glycogène de viande.
Glucides et régimes
Le temps de dégradation des polysaccharides dans le tube digestif est différent selon leur capacité à se dissoudre dans l'eau. Certains polysaccharides se décomposent rapidement dans les intestins. Ensuite, le glucose obtenu lors de leur décomposition pénètre rapidement dans la circulation sanguine. De tels polysaccharides sont dits "rapides". D'autres se dissolvent moins bien dans le milieu aquatique de l'intestin, ils se décomposent donc plus lentement et le glucose pénètre plus lentement dans le sang. De tels polysaccharides sont dits "lents". Certains de ces éléments ne sont pas du tout décomposés dans les intestins. On les appelle fibres alimentaires insolubles.
Généralement, sous le nom de "glucides lents ou rapides", nous entendons non pas les polysaccharides eux-mêmes, mais les aliments qui en contiennent en grande quantité.
La liste des glucides - rapides et lents, est présentée dans le tableau.
| Glucides rapides | Glucides lents |
| pommes de terre frites | Pain au son |
| Pain blanc | Grains de riz non transformés |
| Purée de pommes de terre | Pois |
| Chérie | Avoine |
| Carottes | Bouillie de sarrasin |
| Corn flakes | Pain de seigle |
| Sucre | Jus de fruit fraîchement pressé sans sucre |
| Müesli | Pâtes complètes |
| Chocolat | Haricots rouges |
| Pommes de terre bouillies | Laiterie |
| Biscuits | Fruits frais |
| Maïs | Chocolat amer |
| Riz blanc | Fructose |
| Pain noir | Soja |
| Betteraves | Légumes verts, tomates, champignons |
| Bananes | - |
| Jam | - |
Lorsqu'il choisit des produits pour un régime, un nutritionniste s'appuie toujours sur une liste de glucides rapides et lents. Fast en combinaison avec des graisses dans un produit ou un repas entraîne le dépôt de graisse. Pourquoi? L'augmentation rapide de la glycémie stimule la production d'insuline, qui fournit au corps une réserve de glucose, y compris la voie de formation des graisses à partir de celui-ci. En conséquence, en mangeant des gâteaux, des glaces, des pommes de terre frites, le poids est pris très rapidement.
Digestion
Du point de vue de la biochimie, le métabolisme des glucides se déroule en trois étapes:
- Digestion. Elle commence dans la bouche lors de la mastication des aliments.
- Métabolisme correct des glucides.
- Éducation des produits finaux de l'échange.
Les glucides sont la base de l'alimentation humaine. Selon la formulenutrition rationnelle, dans la composition des aliments, ils devraient être 4 fois plus que les protéines ou les graisses. Le besoin en glucides est individuel, mais en moyenne, une personne a besoin de 300 à 400 g par jour. Parmi ceux-ci, environ 80 % sont des féculents entrant dans la composition des pommes de terre, des pâtes, des céréales et 20 % sont des glucides rapides (glucose, fructose).
L'échange de glucides dans le corps commence également dans la cavité buccale. Ici, l'enzyme salivaire amylase agit sur les polysaccharides - amidon et glycogène. L'amylase hydrolyse (décompose) les polysaccharides en gros fragments - les dextrines, qui pénètrent dans l'estomac. Il n'y a pas d'enzymes qui agissent sur les glucides, de sorte que les dextrines dans l'estomac ne changent en rien et passent plus loin le long du tube digestif, pénétrant dans l'intestin grêle. Ici, plusieurs enzymes agissent sur les glucides. L'amylase du suc pancréatique hydrolyse les dextrines en disaccharide m altose.
Des enzymes spécifiques sont sécrétées par les cellules de l'intestin lui-même. L'enzyme m altase hydrolyse le m altose en monosaccharide glucose, la lactase hydrolyse le lactose en glucose et galactose, et la sucrase hydrolyse le saccharose en glucose et fructose. Les monoses qui en résultent sont absorbées par les intestins dans le sang et, par la veine porte, pénètrent dans le foie.
Le rôle du foie dans le métabolisme des glucides
Cet organe maintient un certain niveau de glucose dans le sang en raison des réactions de synthèse et de dégradation du glycogène.
Les réactions d'interconversion des monosaccharides ont lieu dans le foie - le fructose et le galactose sont convertis en glucose, et le glucose peut être converti en fructose.
Les réactions de gluconéogenèse ont lieu dans cet organe -synthèse de glucose à partir de précurseurs non glucidiques - acides aminés, glycérol, acide lactique. Il neutralise également l'hormone insuline à l'aide de l'enzyme insuline.
Métabolisme du glucose
Le glucose joue un rôle clé dans la biochimie du métabolisme des glucides et dans le métabolisme global de l'organisme, car c'est la principale source d'énergie.
Le niveau de glucose dans le sang est une valeur constante et est de 4 à 6 mmol / l. Les principales sources de cet élément dans le sang sont:
- Glucides alimentaires.
- Glycogène hépatique.
- Acides aminés.
Le glucose est consommé dans le corps pendant:
- production d'énergie,
- Synthèse du glycogène dans le foie et les muscles,
- synthèse des acides aminés,
- synthèse des graisses.
Source d'énergie naturelle
Le glucose est une source d'énergie universelle pour toutes les cellules du corps. L'énergie est nécessaire pour construire vos propres molécules, la contraction musculaire, la génération de chaleur. La séquence de réactions de conversion du glucose conduisant à la libération d'énergie est appelée glycolyse. Les réactions de glycolyse peuvent avoir lieu en présence d'oxygène, on parle alors de glycolyse aérobie, ou dans des conditions sans oxygène, alors le processus est anaérobie.
Au cours du processus anaérobie, une molécule de glucose est convertie en deux molécules d'acide lactique (lactate) et de l'énergie est libérée. La glycolyse anaérobie fournit peu d'énergie: à partir d'une molécule de glucose, on obtient deux molécules d'ATP - une substance dont les liaisons chimiques accumulent de l'énergie. Cette façon d'obtenirl'énergie est utilisée pour le travail à court terme des muscles squelettiques - de 5 secondes à 15 minutes, c'est-à-dire pendant que les mécanismes d'alimentation en oxygène des muscles n'ont pas le temps de s'activer.
Au cours des réactions de glycolyse aérobie, une molécule de glucose est convertie en deux molécules d'acide pyruvique (pyruvate). Le processus, en tenant compte de l'énergie dépensée pour ses propres réactions, donne 8 molécules d'ATP. Le pyruvate entre dans d'autres réactions d'oxydation - décarboxylation oxydative et cycle du citrate (cycle de Krebs, cycle de l'acide tricarboxylique). À la suite de ces transformations, 30 molécules d'ATP seront libérées par molécule de glucose.
Échange de glycogène
La fonction du glycogène est le stockage du glucose dans les cellules d'un organisme animal. L'amidon remplit la même fonction dans les cellules végétales. Le glycogène est parfois appelé amidon animal. Les deux substances sont des polysaccharides construits à partir de résidus de glucose à répétition multiple. La molécule de glycogène est plus ramifiée et compacte que la molécule d'amidon.
Les processus de métabolisme dans le corps du glycogène glucidique sont particulièrement intensifs dans le foie et les muscles squelettiques.
Le glycogène est synthétisé 1 à 2 heures après un repas lorsque la glycémie est élevée. Pour la formation d'une molécule de glycogène, une amorce est nécessaire - une graine composée de plusieurs résidus de glucose. De nouveaux résidus sous forme d'UTP-glucose sont attachés séquentiellement à l'extrémité de l'amorce. Lorsque la chaîne croît de 11 à 12 résidus, une chaîne latérale de 5 à 6 des mêmes fragments la rejoint. Maintenant, la chaîne provenant de l'amorce a deux extrémités - deux points de croissancemolécules de glycogène. Cette molécule s'allongera et se ramifiera à plusieurs reprises tant qu'il restera une concentration élevée de glucose dans le sang.
Entre les repas, le glycogène se décompose (glycogénolyse), libérant du glucose.
Issu de la dégradation du glycogène hépatique, il passe dans le sang et est utilisé pour les besoins de tout l'organisme. Le glucose obtenu à partir de la dégradation du glycogène dans les muscles est utilisé uniquement pour les besoins des muscles.
Formation de glucose à partir de précurseurs non glucidiques - gluconéogenèse
Le corps n'a assez d'énergie stockée sous forme de glycogène que pour quelques heures. Après une journée de famine, cette substance ne reste pas dans le foie. Par conséquent, avec des régimes sans glucides, une famine complète ou lors d'un travail physique prolongé, le taux normal de glucose dans le sang est maintenu grâce à sa synthèse à partir de précurseurs non glucidiques - acides aminés, glycérol d'acide lactique. Toutes ces réactions se produisent principalement dans le foie, ainsi que dans les reins et la muqueuse intestinale. Ainsi, les processus de métabolisme des glucides, des graisses et des protéines sont étroitement liés.
À partir des acides aminés et du glycérol, le glucose est synthétisé pendant la famine. En l'absence de nourriture, les protéines des tissus se décomposent en acides aminés, les graisses en acides gras et en glycérol.
À partir de l'acide lactique, le glucose est synthétisé après un exercice intense, lorsqu'il s'accumule en grande quantité dans les muscles et le foie lors de la glycolyse anaérobie. Des muscles, l'acide lactique est transféré au foie, où le glucose est synthétisé à partir de celui-ci, qui est renvoyé au travailmuscle.
Régulation du métabolisme des glucides
Ce processus est effectué par le système nerveux, le système endocrinien (hormones) et au niveau intracellulaire. La tâche de régulation est d'assurer un niveau stable de glucose dans le sang. Parmi les hormones qui régulent le métabolisme des glucides, les principales sont l'insuline et le glucagon. Ils sont produits dans le pancréas.
La tâche principale de l'insuline dans le corps est de faire baisser la glycémie. Ceci peut être réalisé de deux manières: en augmentant la pénétration du glucose du sang dans les cellules du corps et en augmentant son utilisation dans celles-ci.
- L'insuline assure la pénétration du glucose dans les cellules de certains tissus - muscles et graisses. Ils sont dits insulino-dépendants. Le glucose pénètre dans le cerveau, les tissus lymphatiques, les globules rouges sans la participation de l'insuline.
- L'insuline améliore l'utilisation du glucose par les cellules en:
- Activation des enzymes de la glycolyse (glucokinase, phosphofructokinase, pyruvate kinase).
- Activation de la synthèse du glycogène (due à la conversion accrue du glucose en glucose-6-phosphate et à la stimulation de la glycogène synthase).
- Inhibition des enzymes de la gluconéogenèse (pyruvate carboxylase, glucose-6-phosphatase, phosphoénolpyruvate carboxykinase).
- Augmenter l'incorporation de glucose dans le cycle des pentoses phosphates.
Toutes les autres hormones qui régulent le métabolisme des glucides sont le glucagon, l'adrénaline, les glucocorticoïdes, la thyroxine, l'hormone de croissance, l'ACTH. Ils augmentent la glycémie. Le glucagon active la dégradation du glycogène dans le foie et la synthèse de glucose à partir de non-glucidesprédécesseurs. L'adrénaline active la dégradation du glycogène dans le foie et les muscles.
Non-respect des échanges. Hypoglycémie
Les troubles les plus courants du métabolisme des glucides sont l'hypoglycémie et l'hyperglycémie.
L'hypoglycémie est un état de l'organisme causé par un faible taux de glucose dans le sang (inférieur à 3,8 mmol/l). Les raisons peuvent être: une diminution de l'apport de cette substance dans le sang à partir de l'intestin ou du foie, une augmentation de son utilisation par les tissus. L'hypoglycémie peut entraîner:
- Pathologie hépatique - altération de la synthèse du glycogène ou de la synthèse du glucose à partir de précurseurs non glucidiques.
- Famine de glucides.
- Activité physique prolongée.
- Pathologies des reins - altération de la réabsorption du glucose à partir de l'urine primaire.
- Troubles de la digestion - pathologies de la dégradation des glucides alimentaires ou du processus d'absorption du glucose.
- Pathologies du système endocrinien - excès d'insuline ou manque d'hormones thyroïdiennes, glucocorticoïdes, hormone de croissance (GH), glucagon, catécholamines.
La manifestation extrême de l'hypoglycémie est le coma hypoglycémique, qui se développe le plus souvent chez les patients atteints de diabète de type I avec une surdose d'insuline. Une faible glycémie entraîne une privation d'oxygène et d'énergie du cerveau, ce qui provoque des symptômes caractéristiques. Il se caractérise par un développement extrêmement rapide - si les actions nécessaires ne sont pas prises en quelques minutes, une personne perdra connaissance et pourra mourir. En règle générale, les patients diabétiques sont capables de reconnaître les signes d'une baisse de la glycémie.sang et savoir quoi faire - boire un verre de jus sucré ou manger une brioche sucrée.
Hyperglycémie
Un autre type de trouble du métabolisme des glucides est l'hyperglycémie - un état de l'organisme causé par une glycémie constamment élevée (supérieure à 10 mmol/l). Les raisons peuvent être:
- pathologie du système endocrinien. La cause la plus fréquente d'hyperglycémie est le diabète sucré. Distinguer le diabète de type I et de type II. Dans le premier cas, la cause de la maladie est une carence en insuline causée par des dommages aux cellules pancréatiques qui sécrètent cette hormone. La défaite de la glande est le plus souvent de nature auto-immune. Le diabète sucré de type II se développe avec une production normale d'insuline, il est donc appelé non insulino-dépendant; mais l'insuline ne remplit pas sa fonction - elle ne transporte pas le glucose dans les cellules des tissus musculaires et adipeux.
- névrose, le stress active la production d'hormones - adrénaline, glucocorticoïdes, glande thyroïde, qui augmentent la dégradation du glycogène et la synthèse du glucose à partir de précurseurs non glucidiques dans le foie, inhibent la synthèse du glycogène;
- pathologie du foie;
- trop manger.
En biochimie, le métabolisme des glucides est l'un des sujets d'étude et de recherche les plus intéressants et les plus étendus.
