Les glucides

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Les polysaccharides

La plupart des polysaccharides sont des polymères de glucose.

Les trois polysaccharides les plus connus sont :

  • L'amidon
  • Le glycogène
  • La cellulose

À ces trois là, on pourrait en ajouter un quatrième même si ce n'est pas tout à fait un polymère de glucoses: la chitine.

L'amidon

L'amidon est formé de deux types de polymères de glucose: l'amylose et l'amylopectine. L'amylose est formée de chaînes linéraires de glucoses (les glucoses sont liés les uns aux autres comme les maillons d'une chaîne) alors que l'amylopectine est formée de chaînes ramifiées (il y a des embranchements comme les branches d'un buisson). Chaque molécule peut contenir de 100 à 20 000 glucoses

 
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Métabolisme

 

Un polymère est une grosse molécule formée de l'union les unes aux autres de nombreuses petites molécules identiques ou semblables.

Les plastiques produits à partir de dérivés du pétrole sont des polymères. Le polyéthylène, par exemple, est formé de l'union en chaînes de molécules d'éthylène (CH2=CH2).

L'amidon est le sucre de réserve des plantes. C'est à dire que c'est surtout sous cette forme que les plantes mettent en réserve leurs surplus de glucose. On retrouve de l'amidon surtout dans les racines, les graines et les fruits. L'amidon est particulièrement abondant dans les céréales (riz, blé, maïs, etc.) et les tubercules (pommes de terre).

Grains d'amidon dans des cellules de pomme de terre. Les grains apparaissent en bleu car la préparation a été colorée avec de l'iode (l'iode colore l'amidon en bleu).
La pomme de terre entrepose sous forme d'amidon les surplus de glucose qu'elle a fabriqués au cours de l'été. Ces glucoses serviront à la croissance de la plante le printemps suivant (seule la partie souterraine demeure en vie au cours de l'hiver).

 

Dans les cellules végétales, l'amidon forme de petits grains visibles au microscope. Ce sont ces petits grains qui forment l'espèce de poudre blanche qui s'accumule sur la planche à découper lorsqu'on taille des frites.


Le sirop de maïs est obtenu par un traitement chimique de l'amidon de maïs au cours duquel les molécules d'amidon sont brisées en molécules de glucose.

On peut également transformer une partie des glucoses en fructoses afin d'augmenter le goût sucré.

Le glycogène

Le glycogène est un polymère de glucose semblable à l'amylopectine, présent dans les muscles (la viande) et le foie des animaux. On qualifie le glycogène de sucre de réserve des animaux. C'est en effet une façon pratique, pour l'organisme, de mettre en réserve des surplus de glucose. Suite à un repas riche en sucres, le sang risque de devenir dangereusement trop concentré en glucose. On dit alors que la glycémie augmente (la glycémie, c'est la concentration de glucose dans le sang). Les cellules (foie et muscles surtout) transforment alors ces surplus de glucose en molécules de glycogène ce qui contribue à faire baisser la glycémie. L'organisme est capable de stocker jusqu'à 600 g de glycogène.


glu + glu + glu + glu +.....+ glu ==> glu-glu-glu-glu-glu....

Une hormone sécrétée par le pancréas est essentielle au bon déroulement de cette réaction chimique. La connaissez-vous?

Inversement, si le taux de glucose sanguin devient trop bas (après un jeûne de quelques heures ou une intense activité physique), le glycogène accumulé dans le foie peut se défaire de nouveau en glucoses qui passent dans la circulation sanguine.

glu-glu-glu-glu-glu.... ==> glu + glu + glu + glu +.....+ glu

Pourquoi conseille-t-on aux athlètes de manger du spaghetti (ou n'importe quel autre aliment riche en amidon), la veille d'une activité physique ?
 

Comme nous le verrons, le glucose est le principal carburant des cellules. Dans les cellules, il réagit avec l'oxygène pour former du gaz carbonique et de l'eau. La réaction libère l'énergie nécessaire au bon fonctionnement de la cellule.

 

Si le glucose est absorbé trop rapidement par l'intestin, le pancréas peut réagir trop vivement et sécréter trop d'insuline. L'état de glycémie élevée (taux de glucose sanguin élevé) peut alors être suivi d'un état d'hypoglycémie (déficience en glucose sanguin). Les mono et les disaccharides s'absorbent beaucoup plus rapidement que les polysaccharides comme l'amidon. Il est donc toujours préférable de se nourrir de glucides qui s'assimilent lentement comme l'amidon (surtout si elle est mélangée à des fibres alimentaires) plutôt que de mono ou disaccharides.

La cellulose

Tout comme l'amidon et le glycogène, la cellulose est un polymère de glucose. Elle est formée de longues chaînes linéaires de glucoses liés les uns aux autres. Par contre, les liaisons entre les glucoses sont différentes de celles de l'amidon ou du glycogène:

Les liaisons entre les glucoses de la cellulose sont du type bêta 1-4 plutôt que alpha 1-4. Voyez-vous la différence ?

Ces liaisons bêta 1-4 ne peuvent pas être brisées par les sucs digestifs de la plupart des animaux. Résultat, on ne peut pas digérer la cellulose. On ne peut pas briser les liaisons unissant les glucoses (digérer un polysaccharide consiste à le séparer en monosaccharides). Si ces liens ne sont pas brisés, on ne peut pas absorber les glucoses constituant la cellulose. Celle-ci parcourt tout le tractus digestif et ressort intacte... à l'autre bout.

Dams les plantes, les molécules de cellulose s'assemblent les unes aux autres pour former des fibres. Ces fibres forment les parties dures des tissus végétaux.

 
RECHERCHE

Puisqu'on ne peut pas la digérer, la cellulose n'est pas à proprement parler un aliment. On conseille pourtant d'en manger. La cellulose constitue une part importante de ce qu'on appelle les fibres alimentaires. Les fibres alimentaires sont constituées des parties non digestibles des aliments (ce qui ne se digère pas).

Pourquoi conseille-t-on de manger des aliments riches en fibres alimentaires (son, céréales entières, fruits et légumes, légumineuses)?

Mots clés: fibres alimentaires, cellulose

 

Le coton et le papier sont presque entièrement faits de fibres de cellulose.

Ces fibres se superposent pour former les parois cellulaires des cellules végétales. Toutes les cellules végétales sont recouvertes d'une paroi rigide, la paroi cellulaire. C'est cette paroi qui donne aux végétaux leur rigidité. Un tissu végétal est d'autant plus dur qu'il est formé de cellules aux parois cellulaires épaisses.

 

Puisque la cellulose ne se digère pas, les animaux qui se nourrissent de végétaux doivent pouvoir briser les parois cellulosiques des cellules végétales s'ils veulent profiter du contenu cellulaire. Beaucoup d'herbivores ont développé une dentition particulièrement adaptée à ce broyage mécanique.

Beaucoup d'herbivores abritent aussi dans leur intestin des colonies de bactéries pouvant digérer pour eux une partie de la cellulose qu'ils consomment.

Produits riches en cellulose: le bois, le papier, le coton. La longueur des chaînes formant les fibres varie de quelques centaines de glucoses pour les fibres du bois à plus de 6000 pour le coton.

 

En diététique, on divise souvent les glucides en sucres (mono et disaccharides), amidon et fibres (cellulose).

Ainsi, sur une boîte de Cheerios au miel et aux noix, on peut lire:

Glucides
24 g
 

Sucres

10 g
 

Amidon

12 g
 

Fibres

2 g
 

Pour une portion de 30 g :

 


Fibres de cellulose de la paroi d'une cellule végétale.
Notez comment les couches de fibres se croisent à angle droit.


Le bois est formé de cellules mortes aux parois cellulaires épaisses. Ces cellules ont perdu leurs parois transversales (leurs "bouts") et forment ainsi de longs tuyaux qui conduisent vers les feuilles la sève puisée dans le sol par les racines.
Les fibres de cellulose de ces parois sont imprégnées d'une "colle" qui durcit l'ensemble : la lignine. La paroi des cellules végétales est donc un matériau composite (des fibres orientées imprégnées d'une substance durcissante) comme les matériaux modernes tels la fibre de carbone ou la fibre de verre.

La fabrication du papier nécessite la séparation de la lignine de la cellulose par des procédés chimiques ou mécaniques (on parle alors de pâte chimique ou de pâte mécanique).

La chitine

La chitine est un polymère semblable à la cellulose sauf qu'elle est formée de glucoses aminés (ou glucosamines).

Un glucose aminé, c'est un glucose lié à un groupement amine (NH2).

La chitine forme l'exosquelette (la "carapace") des Arthropodes (araignées, insectes, crustacés). La chitine est généralement durcie et régidifiée par des dépôts de carbonates de calcium (CaCO3).

Quelques utilisations de la chitine
La chitine qu'on peut extraire des "carapaces" des crevettes et autres crustacés peut avoir de multiples usages.

Une légère modification chimique permet d'obtenir le chitosane, une substance aux nombreux usages, tant en agriculture qu'en médecine.
Voir : Chitosane

 

D'après vous, quel est le glucide le plus abondant sur Terre?
Et quel est le glucide qu'on retrouve en plus grande quantité dans l'alimentation humaine?
 


N-acétyl-glucosamine
(un glucose aminé)

La glucosamine comme traitement de l'arthrite

La glucosamine est actuellement une substance à la mode. Elle soulagerait efficacement les douleurs associées à l'arthrite. Qu'en est-il exactement? Un article tiré du site Quackwatch.

 

Résumé

Monosaccharides
  • Glucose
  • Fructose
  • Galactose
Disaccharides
(mono-mono)
  • Saccharose (glu-fruct)
  • Maltose (glu-glu)
  • Lactose (glu-galac)
Polysaccharides
(glu-glu-glu-...-glu)
  • Amidon
  • Glycogène
  • Cellulose
  • Chitine

 

Disaccharides
© Gilles Bourbonnais / Cégep de Sainte Foy