Digestion et absorption des glucides : des aliments aux cellules

« Digestion et absorption des glucides : des aliments aux cellules Introduction Les glucides, souvent appelés « sucres » dans le langage courant, constituent l’une des trois grandes familles de macronutriments avec les lipides et les protéines.

Ils fournissent à l’organisme une énergie rapidement mobilisable.

Pourtant, avant d’atteindre nos cellules, les glucides que nous consommons – qu’il s’agisse de l’amidon d’une pomme de terre, du saccharose d’un morceau de sucre ou du lactose d’un yaourt – doivent subir une transformation fondamentale : ils doivent être réduits en leurs éléments les plus simples, les monosaccharides (ou oses). Cette transformation s’appelle la digestion.

Seuls les monosaccharides (glucose, fructose, galactose) sont capables de traverser la paroi de l’intestin pour passer dans le sang, puis d’être captés par les cellules. L’objectif de ce texte est de décrire avec précision les différentes étapes de cette digestion, les enzymes qui y participent, les mécanismes d’absorption intestinale, et les premières transformations des monosaccharides après leur entrée dans l’organisme. I.

Rappels de chimie des glucides : des polymères aux monomères Pour comprendre la digestion, il faut d’abord connaître la structure des glucides. a.

Les trois grandes classes  Les monosaccharides : ce sont des molécules de formule brute C₆H₁₂O₆.

Le glucose (sucre sanguin), le fructose (sucre des fruits) et le galactose (composant du lactose) en sont les principaux représentants.

Ils ne peuvent pas être hydrolysés en sucres plus petits.  Les disaccharides : ils résultent de l’union de deux monosaccharides par une liaison glycosidique.

Le saccharose (glucose + fructose), le lactose (glucose + galactose) et le maltose (glucose + glucose) en sont des exemples.

Leur formule brute est C₁₂H₂₂O₁₁.  Les polysaccharides : ce sont de longues chaînes de monosaccharides (essentiellement du glucose).

L’amidon (réserve des végétaux) et le glycogène (réserve animale, stockée dans le foie et les muscles) sont les plus importants pour l’alimentation humaine.

Ils sont constitués d’unités glucose reliées entre elles par des liaisons glycosidiques de type α(1→4) pour la chaîne linéaire, et α(1→6) pour les points de ramification. b.

La liaison glycosidique et l’hydrolyse La liaison glycosidique est une liaison covalente qui se forme entre le carbone n°1 d’un sucre (carbone anomérique) et un groupement hydroxyle (–OH) d’un autre sucre, avec élimination d’une molécule d’eau. C’est une réaction de condensation. Pour casser cette liaison, il faut réaliser l’opération inverse : ajouter une molécule d’eau.

Cette réaction s’appelle l’hydrolyse (hydro = eau, lyse = rupture).

L’équation générale pour l’hydrolyse d’un disaccharide (exemple : maltose) est la suivante : C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → 2 C₆H₁₂O₆ Dans l’organisme, cette hydrolyse est catalysée par des enzymes spécifiques appelées glycosidases ou disaccharidases (pour les disaccharides).

Sans enzymes, l’hydrolyse serait beaucoup trop lente. Remarque importante : les enzymes digestives humaines ne peuvent hydrolyser que les liaisons α-glycosidiques.

Les liaisons β-glycosidiques, présentes par exemple dans la cellulose des végétaux, ne sont pas digestibles par l’Homme (d’où le rôle des fibres alimentaires). II.

Les enzymes de la digestion des glucides Le tube digestif dispose d’un arsenal enzymatique spécialisé.

On peut les classer selon leur origine et leur spécificité. Enzyme Amylase salivaire (ou ptyaline) Origine Substrat (ce qu’elle attaque) Produits formés Glandes salivaires Liaisons α(1→4) de l’amidon et du glycogène (de manière aléatoire) Dextrines, maltose, maltotriose Origine Substrat (ce qu’elle attaque) Produits formés Amylase pancréatique Pancréas exocrine Mêmes liaisons α(1→4) que l’amylase salivaire, mais plus efficace Maltose, maltotriose, dextrines limites α-Dextrinase (amy lo-α-1,6glucosidase) Bordure en brosse des entérocytes Liaisons α(1→6) des dextrines limites Glucose Maltase Bordure en brosse Maltose (2 glucose) et maltotriose (3 glucose) Glucose Saccharase (ou invertase) Bordure en brosse Saccharose (glucose– fructose) Glucose + Fructose Lactase Bordure en brosse Lactose (galactose– glucose) Galactose + Glucose Enzyme Définitions :  Entérocytes : cellules qui tapissent l’intérieur de l’intestin grêle.  Bordure en brosse : face apicale (tournée vers la lumière intestinale) des entérocytes, recouverte de microvillosités qui augmentent la surface d’absorption.

Les enzymes y sont ancrées directement dans la membrane. III.

Déroulement de la digestion : un trajet de la bouche à l’intestin La digestion des glucides se déroule en trois grandes phases. 1.

La digestion buccale Lors de la mastication, les aliments sont mélangés à la salive, qui contient de l’amylase salivaire.

Cette enzyme commence à hydrolysée aléatoirement les liaisons α(1→4) de l’amidon et du glycogène.

En quelques secondes ou minutes, elle produit des fragments plus courts appelés dextrines (chaînes de quelques unités glucose), du maltose (deux glucose) et du maltotriose (trois glucose).

Toutefois, l’amylase salivaire ne peut pas couper les liaisons α(1→6) (points de ramification), ni attaquer les disaccharides.

Son action est brève car elle est inactive en milieu acide (pH < 4,5). 2.

La digestion gastrique : une interruption momentanée Dans l’estomac, le pH très acide (environ 1,5 à 3,5) inactive rapidement l’amylase salivaire.

Aucune enzyme digestive des glucides n’est sécrétée par l’estomac.

Les glucides sont donc simplement brassés avec le bol alimentaire pour former le chyme (pâte acide).

La digestion reprendra dans l’intestin grêle. 3.

La digestion intestinale : la phase terminale Quand le chyme atteint le duodénum (première partie de l’intestin grêle), le pancréas libère son amylase pancréatique dans la lumière intestinale. Cette enzyme poursuit l’hydrolyse des liaisons α(1→4) des fragments d’amidon et de glycogène.

Elle est plus puissante que l’amylase salivaire et achève son travail en 15 à 30 minutes.

À ce stade, les produits obtenus sont essentiellement du maltose, du maltotriose et des dextrines limites.

Les dextrines limites sont des petits fragments ramifiés (contenant des liaisons α(1→6)) que l’amylase pancréatique ne peut pas couper. C’est alors qu’interviennent les enzymes de la bordure en brosse des entérocytes :  L’α-dextrinase (ou amylo-α-1,6-glucosidase) coupe spécifiquement les liaisons α(1→6) des dextrines limites pour libérer du glucose.  La maltase hydrolyse le maltose et le maltotriose en glucose.  La saccharase hydrolyse le saccharose (venu des aliments sucrés) en glucose et fructose.  La lactase hydrolyse le lactose en galactose et glucose. À l’issue de cette étape, tous les glucides digestibles sont transformés en monosaccharides : glucose, fructose, galactose.

Seuls ces sucres simples pourront être absorbés. IV.

L’absorption intestinale des monosaccharides Les monosaccharides sont des molécules polaires (hydrophiles) ; ils ne peuvent pas traverser librement la bicouche lipidique des membranes cellulaires.

Ils utilisent donc.... »