Métabolisme du glucose
Le sucre est un glucide simple, consommé sous forme de saccharose, qui lui-même un produit de l’industrie obtenu par association d’une molécule du glucose et une molécule de fructose à partir des betteraves à sucre par exemple. le glucose et le fructose, deux sucres simples se trouvent notamment dans les fruits et le miel.
Le catabolisme du glucose
Le glucose un élément important pour le métabolisme. Présent à une concentration d’environ 0,85 à 1,2 g/L dans le sang, équivalent à 7 mmol/L environ. Les cellules de l’organisme ont une préférence particulière pour produire de l’énergie une fois capté et catabolisé.
La voie de la glycolyse
Le NAD+, ou Nicotinamide Adénine Dinucléotide-NAD, une coenzyme vitale présente dans toutes les cellules, joue un rôle crucial dans divers processus biologiques, notamment le métabolisme énergétique et peut avoir plusieurs destinées selon la situation métabolique de la cellule.
L’oxydation du glucose s’accompagne par la réduction de NAD+ en NADH+H+. Au cours de la glycolyse une molécule de glucose C6H12O6 va être oxydé par le NAD+ pour produire deux molécules de pyruvate 2 x C3H4O3. Dans cette première phase de la glycolyse, en mode anaérobie, sans la présence de dioxygène dans le cytoplasme, ne permet de produire qu’un minima d’énergie potentielle contenue dans le glucose, son rendement est de l’ordre de 2 ATP.
L’oxydation du pyruvate via le cycle de Krebs
En Biochimie, L’acetyl-coenzyme-A, une structure enzymatique est la forme la plus active formé d’un complexe incluant un ion acétate et la coenzyme-A dans les mitochondries durant le cycle de Krebs. L’acétyl-CoA est impliqué dans de multiples réactions métaboliques et demeure l’une des molécules-clés dans la gestion de toutes voies métaboliques, dans toute les réactions impliquant l’acétylation d’une molécule d’origine protéique, glucidique ou lipidique.
Dans cette voie métabolique qui se déroule dans la mitochondrie et en présence de dioxygène, le pyruvate va pouvoir être oxydé en acétyl-coenzyme-A, formée d’un cofacteur, associé à une molécule à 2 atomes de carbone. L’acétyl-CoA, va à son tour être oxydé en CO2 + H2O par le cycle de Krebs ce qui, par couplage avec la chaîne respiratoire et l’ATP par un système de transport des électrons, c’est la voie finale de l’oxydation des oses. L’ATP synthase, également appelée voie des phosphorylations oxydatives, va permettre un bon rendement énergétique en mode aérobiose et fournit 38 ATP.
La mise en réserve l’Excès du glucose
Le glucose, à travers des voies métaboliques, fournit de l’énergie à l’organisme. Un apport excessif en matière de produits sucrés apporte beaucoup plus que nécessaire à la couverture des besoins énergétiques. Lorsque l’apport alimentaire important en glucose, l’excédent est stocké pour une utilisation ultérieure, Cette première forme de mise en réserve est constituée par le glycogène, un polymère de glucose essentiellement retrouvé dans le foie et les muscles squelettiques. Mais la quantité de glycogène hépatique et musculaire est limitée et ne permet donc pas la mise en réserve d’un excédent alimentaire chronique en sucre. Ces réserves pourront servir pour fournir de l’énergie aux cellules de l’organisme en cas de besoin, pour un effort physique important, en cas d’une période de jeûne par exemple, ou en cas d’activité physique et sportive de longue durée.
L’élimination du glucose en excès est quasi impossible par les reins dans les urines, sauf cas pathologique. Le glucose est réabsorbé par le tube contourné proximal de chaque néphron, un transport actif maximal de réabsorption de 10 mmol/L. Le taux de glucose normal dans le sang se situant environ à 7 mmol/L, sauf situation pathologique. La présence de sucre dans les urines témoigne d’une atteinte rénale ou un diabète.
Biosynthèse des acides gras à partir du glucose
La biosynthèse des acides gras se réalise par addition successive d’acétyl-CoA, donc par unités de 2 atomes de carbone. Or la dégradation du glucose passe par la formation d’acétyl-CoA, entre la glycolyse et le cycle de Krebs. En conséquence, en cas d’apport trop important en sucre par l’alimentation, le glucose va d’abord être dégradé en acétyl-CoA, puis une partie de cet acétyl-CoA va servir à fabriquer des acides gras qui seront stockés sous forme de triglycérides, majoritairement dans les cellules des tissus adipeux.
Mais cette mise en réserve n’est jamais limitée en quantité, majoritairement constituées par des triglycérides, correspondant à 3 acides gras liés à un glycérol. Cette production d’acides gras résulte de l’excès de glucose consommé et non utilisé, c’est un mécanisme physiologique de stockage des graisses qui est intrinsèquement lié au taux de glucose dans le sang. Le glucose est transformé en graisse, en triglycérides par le foie, mais aussi par les adipocytes blancs du tissu adipeux.
Dans le cas où la capacité de stockage de glycogène hépatique est dépassée et que les niveaux d’insuline restent élevés en raison d’une alimentation constante en glucides. Alors, le foie va convertir l’excès de glucose en acides gras, en triglycérides, conduisant à un excès de graisse hépatique, qui pourrait être l’origine de complications pour le foie.
Synthèses des triglycérides à partie des acides gras
Les acides gras sont reliés au glycérol via des liaisons covalentes établies entre l’acide carboxylique de l’acide gras et les hydroxyles (OH) du glycérol. Les acides gras trouvés dans les triglycérides, sont les acides gras saturés. La longue chaîne hydrogéno-carbonée ne comportant pas de doubles liaisons, il s’agit d’un acide gras saturé, synthétisé à partir du glucose consommé en excès, il demeure particulièrement inquiétant à long terme, du fait qu’il est incriminé dans les problèmes de santé multiples, comme le pancréas et le diabète, l’obésité et les maladies cardiovasculaire et bien d’autres.
Devenir des acides gras et les triglycérides
La surcharge pondérale, due à un excès de graisse, peut donc être le résultat direct d’un excès de sucre dans l’alimentation. Le glucose excédentaire ne pouvant être éliminé, est converti soit en glycogène, soit en acides gras puis en triglycérides.
les réserves de matières grasse consiste dans la nature biochimique des acides gras, qui présentent une plus grande densité énergétique que les glucides. De plus, s’agissant de molécules hydrophobes, leur forme de stockage est dépourvue d’eau ce qui n’est pas le cas du glycogène. Il en résulte qu’à masse égale, le tissu adipeux contient beaucoup plus d’énergie que le tissu hépatique. Il est beaucoup plus difficile d’éliminer un excès de graisse. En effet, si les graisses constituent une forme concentrée de stockage d’énergie, cela implique qu’il faut dépenser beaucoup d’énergie pour les dégrader. Les acides gras saturés et le surpoids et l’obésité altère la santé.
Le sucre et la Dopamine
La consommation de sucre active la libération de la dopamine, qui est un neurotransmetteur associé au bien-être. Mais aujourd’hui cette dépendance est devenue dangereuse dans un monde ou l’excès de sucre est présent en quantité et en qualité bien différente de ce que l’on trouve dans la nature. La stimulation de la dopamine par l’ingestion de sucre qui contribue aux comportements alimentaires compulsifs. Un cycle de dépendance peut s’installer, car une surconsommation doublé ne permet pas d’atteindre le même niveau de satisfaction en matière de dopamine. C’est par cet effet qu’une consommation accrue est recherchée pour maintenir les niveaux de plaisir.
Le cas particulier du fructose
Le fructose est un sucre simple qui a longtemps été recommandé aux personnes diabétiques ou en surpoids à la place du sucre classique, car il ne provoque pas d’élévation notable de la glycémie ni d’hypersécrétion d’insuline.
Le fructose se différencie du glucose par un pouvoir sucrant deux fois plus élevé et un index glycémique plus bas de 20 pour le fructose, contre 100 pour le glucose. Le métabolisme du fructose est indépendant de l’insuline et du pancréas, il est exclusivement hépatique, mais avec une production de graisse plus importante. (Pr Patrick Tounian, responsable de l’unité de nutrition pédiatrique de l’hôpital Trousseau, Paris). Une consommation excessive de fructose pourrait donc mener, chez l’homme, a une prise de poids. Cependant, l’apport en fructose varie selon les aliments. Ainsi, si les fruits sont riches en fructose, la présence de fibres dans ces derniers en limite de façon importante l’absorption intestinale.
