Les besoins en glucide de l’organisme
Les glucides, d’une manière générale, doivent représenter 50 à 55% de la ration calorique journalière toutefois dans les sports d’endurance, et plus particulièrement durant les phases d’entrainement intensif ou de compétition, cette proportion peut atteindre jusqu’à 70% de la ration calorique journalière. Les glucides, outre leur rôle prépondérant dans la production d’énergie, entrent également dans la composition de l’ADN et de l’ARN (ribose, désoxyribose), de glycoprotéines de transport, de glycolipides ayant un rôle essentiel comme composant de la membrane cellulaire (exemple : reconnaissance entre cellules). Enfin, le glucose constitue la source d’énergie vitale pour le système nerveux central. Le cerveau, pour son bon fonctionnement, en consomme, à lui seul, 120g par jour.
Les glucides, avec les lipides et les protides constituent les 3 macronutriments de l’alimentation humaine. Les glucides, appelés aussi sucres ou hydrates de carbone (par les anglo-saxons), constituent, en quelque sorte, le carburant principal (mais pas le seul) utilisé par l’organisme pour produire de l’énergie. Il sera utilisé sous forme de glucose après digestion. Ce sont des composés organiques formés de carbone, d’hydrogène et d’oxygène répondant à la formule générale CnH2nOn (n désignant un nombre variable). Il existe différentes méthodes de classification des glucides. Pour une bonne compréhension des mécanismes de digestion et d’absorption, nous allons, dans un premier temps, aborder une classification fastidieuse basée sur la longueur et la nature chimique des glucides mais qui, par la suite, revêt peu d’intérêt en diététique classique ou sportive. Par ailleurs la nomenclature de ces glucides s’avèrera utile pour le décryptage des emballages alimentaires.
Il sera plus intéressant, dans un deuxième temps, d’étudier les glucides en fonction de leur potentialité à faire varier la glycémie en détaillant les notions d’index glycémique et de charge glycémique et même d’index insulinique.
Classification chimique des glucides
- Les oses ou monosaccharides : ils sont constitués d’une seule et unique unité saccharidique et sont non hydrolysables. Ils sont l’unité de base des glucides et sont composés de 3 à 7 atomes de carbone. On retrouvera donc :
des trioses (3 atomes de carbone) tels que le glycéraldéhyde,
des tétroses (4 atomes de carbone) tels que l’érythrose, le thréose ou l’érythrulose,
des pentoses (5 atomes de carbone) tel que le ribose,
des hexoses (6 atomes de carbone) tels que le glucose, le fructose, le galactose, le mannose,
des heptoses (7atomes de carbone) tels que le sedoheptulose.
On peut y distinguer les aldoses (qui présentent une fonction aldéhyde dans leur formule chimique) ou les cétoses (qui présentent une fonction cétone dans leur formule chimique).
Ces oses peuvent également se trouver sous forme linéaire ou sous forme cyclique. Deux sortes de cycle peuvent se former :
des cycles dérivant du pyrane (cycle formé par 5 carbones et 1 oxygène), on parlera de pyranose
des cycles dérivant du furane (cycle formé par 4 carbones et 1 oxygène), on parlera de furanose.
Les oses sont également définis par leur chiralité. En chimie, un composé chimique est dit chiral, du grec χείρ (la main), s’il n’est pas superposable à son image dans un miroir, autrement dit s’il ne présente aucune symétrie intrinsèque. La chiralité confère aux molécules un pouvoir rotatoire également appelé activité optique ou parfois biréfringence circulaire, qui est la propriété qu’ont les molécules en solution de faire tourner le vecteur d’un faisceau lumineux les traversant. Les composés induisant une déviation du vecteur vers la droite (quand on fait face à la lumière) sont qualifiés de dextrogyres (D). Les composés induisant une déviation du vecteur vers la gauche (quand on fait face à la lumière) sont qualifiés de lévogyres (L).
Enfin, selon l’orientation du groupement hydroxyle (-OH) du carbone asymétrique par rapport au plan du cycle, on parlera d’anomère α ou d’anomère β.
Ainsi, au vu de toutes ces variations chimiques, si nous prenons l’exemple du glucose, mis en solution en milieu aqueux, très instable sous sa forme linéaire, il aura tendance à se cycliser, on retrouvera alors 5 configurations dans l’espace possibles du glucose (5 conformères différents) :
Le glucose linéaire ; L’αD-glucofuranose ; Le βD-glucofuranose ; L’αD-glucopyranose ; Le βD-glucopyranose
- Les osides qui sont des polymères d’oses et qui donnent des oses par hydrolyse. Ils sont donc constitués de plusieurs unités saccharidiques liées par une liaison osidique. La liaison osidique fixe les oses dans leur conformation α ou β. La différenciation entre liaison osidique de forme alpha ou bêta présente un intérêt en termes de biochimie métabolique : les animaux supérieurs, dont l’être humain, possèdent des enzymes capables de dégrader les osides à liaison alpha, alors que les osides à liaison bêta (telles que la cellulose) ne peuvent être pratiquement dégradées que par des enzymes bactériennes ([dans la panse des ruminants) exception faite de la ß-galactosidase, présente chez l’homme, capable de dégrader le lactose en glucose et galactose.
Parmi les osides on retrouve :
Les holosides qui sont uniquement composés d’oses et les hétérosides ou glycosides qui sont composés d’oses ainsi que d’autres molécules non osidiques (aglycones).
Au sein des holosides on distinguera :
- les oligoholosides ou oligosaccharides ayant un indice de polymérisation inférieur à 10 (qui sont constitués de moins de 10 unités saccharidiques) au nombre desquels nous retrouvons les disaccharides (2 oses ou unités saccharidiques) tels que le saccharose (association de fructose et de glucose) ou encore le lactose (association de galactose et de glucose) ou le maltose (association de 2 glucose).
- les polyholosides ou polysaccharides ayant un indice de polymérisation supérieur à 10 (constitués de 10 à 3000 unités saccharidiques) au rang desquels figurent la cellulose, l’amidon ou encore le glycogène.
Par ailleurs les monosaccharides et les disaccharides sont aussi connus dans la littérature sous la dénomination de glucides simples. Les autres glucides étant répartis entre glucides complexes (indice de polymérisation supérieur à 20) et glucides dits à chaîne intermédiaire ou maltodextrines (avec un indice de polymérisation compris entre 3 et 20) et qui auront un intérêt tout particulier dans la pratique des sports d’endurance.
Pendant longtemps, les glucides simples ont été assimilés à des sucres rapides et les glucides complexes à des sucres dits lents toutefois ce concept, basé sur le postulat que plus un glucide présentant un indice de polymérisation faible est assimilé d’autant plus rapidement, est erroné. Par exemple, un glucide dit simple constitué d’une seule unité saccharidique tel que le fructose (sucre des fruits) élève peu la glycémie alors que le pain blanc constitué d’amidon et réputé « sucre lent » l’élève bien plus que de nombreux sucres simples.
En diététique moderne, on préfèrera dorénavant classer les glucides en fonction de leur index glycémique, leur charge glycémique ou encore leur index insulinique.
L’index glycémique IG
L’index glycémique, mis au point par David J. Jenkins de l’université de Toronto en 1981, se définit comme un critère de classement des aliments contenant des glucides. Cet index va rendre compte du pouvoir glycémiant d’un aliment c’est-à-dire l’influence de cet aliment sur le taux de glucose circulant dans le sang (glycémie) durant les deux heures suivant son ingestion. L’index glycémique d’un aliment se rapporte toujours à un aliment de référence qui peut-être soit le glucose pur (France) soit le pain blanc (USA) auquel on attribue arbitrairement la valeur de 100. L’index glycémique va permettre de comparer les aliments selon leur pouvoir glycémiant.
| Indices glycémiques faibles < 40 | Indices glycémiques modérés entre 40 et 60 | Indices glycémiques élevés > 60 | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Abricot frais | 30 | Abricot (boîte, au sirop) | 55 | Ananas en boîte | 65 |
| Abricots secs | 35 | Airelle rouge, canneberge | 45 | Baguette | 70 |
| Ail | 30 | Ananas fruit frais | 45 | Banane mûre | 60 |
| Fruits oléagineux : amandes, cacahuètes, arachides, noisettes, noix, pistache | 15 | Avoine | 40 | Barres chocolatées sucrées | 70 |
| Fruits rouges frais sans sucre : airelle, myrtille, fraise, framboise, groseille, mûres | 25 | Banane verte | 45 | Betterave cuite | 65 |
| Artichaut | 20 | Banane plantain | 45 | Bière | 110 |
| Asperge | 15 | Barre énergétique de céréale sans sucre | 50 | Biscottes | 70 |
| Aubergine | 20 | Beurre de cacahuète sans sucre ajouté | 40 | Biscuit | 70 |
| Avocat | 10 | Biscuits (farine complète sans sucre) | 50 | Bouillie de farine | 70 |
| Betterave crue | 30 | Biscuits sablés (farine, beurre, sucre) | 55 | Brioche | 70 |
| Brocoli | 15 | Blé (farine intégrale) | 45 | Carottes cuites | 85 |
| Nectarines | 35 | Blé type Ebly | 45 | Céleri rave cuit | 85 |
| Cacao en poudre sans sucre | 20 | Boulgour (blé, cuit) | 55 | Céréales raffinées sucrées | 70 |
| Carottes crues | 30 | Céréales complètes sans sucre | 45 | Châtaigne, marron | 60 |
| Cassoulet | 35 | Chayotte, christophine (purée) | 50 | Chips | 70 |
| Céleri branches | 15 | Cidre brut | 40 | Confiture et marmelade sucrée | 65 |
| Céleri rave cru, rémoulade | 35 | Couscous intégral, semoule intégrale | 45 | Corn Flakes, flocons de mais | 85 |
| Céréales germées (blé, soja...) | 15 | Couscous semoule complète | 50 | Courges | 75 |
| Cerises | 25 | Epeautre (farine intégrale, ancienne) | 45 | Crème glaçée sucrée | 60 |
| Champignon | 15 | Epeautre pain intégral | 45 | Croissant | 70 |
| Chocolat noir (>70% cacao) | 25 | Farine de Kamut (intégrale) | 45 | Dattes | 70 |
| Chocolat noir (>85% cacao) | 15 | Farine de Quinoa | 40 | Doughnuts | 75 |
| Choux, choucroute, chou fleur, chou de Bruxelles | 15 | Fèves crues | 40 | Farine complète | 60 |
| Cœur de palmier | 20 | Figues sèches | 40 | Farine de blé blanche | 85 |
| Concombre | 15 | Flocons d'avoine (non cuite) | 40 | Farine de maïs | 70 |
| Confiture ou marmelade (sans sucre) | 30 | Gelée de coing (sans sucre) | 40 | Farine de riz | 95 |
| Cornichon | 15 | Haricots rouges (boite) | 40 | Fécule de pomme de terre (amidon) | 95 |
| Courgettes | 15 | Jus d'ananas sans sucre ajouté | 50 | Fèves cuites | 80 |
| Crustacés (homard, crabe, langouste) | 5 | Jus d'orange sans sucre ajouté, pressé) | 45 | Gaufre au sucre | 75 |
| Échalote | 15 | Jus d'airelle rouge/canneberge (sans sucre ajouté) | 50 | Gelée de coing sucrée | 65 |
| Endives | 15 | Jus de carotte sans sucre ajouté | 40 | Glucose | 100 |
| Épices (poivre, persil, basilic, carvi, origan, cannelle) | 5 | Jus de mangue (sans sucre ajouté) | 55 | Gnocchi | 70 |
| Épinards | 15 | Jus de pomme (sans sucre ajouté) | 50 | Lasagnes | 75 |
| Figue, figue de Barbarie (fraîche) | 35 | Jus de raisin (sans sucre ajouté) | 55 | Maizena (amidon de maïs) | 85 |
| Flageolets | 25 | Kaki | 50 | Mayonnaise industrielle sucrée | 60 |
| Fromage blanc sans sucre | 30 | Ketchup | 55 | Melon | 60 |
| Fructose | 30 | Kiwi | 50 | Miel | 60 |
| Haricot coco, plat, pois mange-tout | 15 | Lactose | 40 | Muesli (avec sucre ou miel) | 65 |
| Haricots blancs, noirs ou rouges | 35 | Litchi (fruit frais) | 50 | Navet cuit | 85 |
| Haricots verts | 30 | Macaronis (blé dur) | 50 | Nouilles | 70 |
| Jus de citron sans sucre | 20 | Mangue (fruit frais) | 50 | Nouilles/vermicelle chinois | 65 |
| Jus de tomate | 35 | Moutarde (avec sucre ajouté) | 55 | Pain au chocolat ou au lait | 65 |
| Lait de soja | 30 | Muesli (sans sucre) | 50 | Pain bis (au levain), au seigle, complet | 65 |
| Lait écrémé ou non | 30 | Noix de coco | 45 | Pain blanc | 90 |
| Lentilles | 30 | Pâte à tartiner | 55 | Pain de mie ou hamburger | 85 |
| Maïs ancestral (Indien) | 35 | Pain 100% intégral au levain pur | 40 | Pain azyme | 70 |
| Clémentines | 30 | Pain au quinoa (65% de quinoa) | 50 | Pastèque | 75 |
| Mandarines | 30 | Pain azyme (farine intégrale) | 40 | Pizza | 60 |
| Moutarde | 35 | Pain de Kamut | 45 | Polenta, semoule de maïs | 70 |
| Navet cru | 30 | Pain grillé (farine intégrale sans sucre) | 45 | Pomme de terre en flocons (instantanée) | 90 |
| Oignons | 15 | Papaye (fruit frais) | 55 | Pomme de terre en purée | 80 |
| Olives | 15 | Patates douces | 50 | Pommes de terre au four | 95 |
| Oranges (fruits frais) | 35 | Pâtes complètes (blé entier) | 50 | Pommes de terre cuites à l'eau ou à la vapeur | 70 |
| Pain de céréales germées | 35 | Pâtes intégrales al dente | 40 | Pommes de terre frites | 95 |
| Pamplemousse ( fruit frais) | 25 | Pêches (boite au sirop) | 45 | Pop corn sans sucre | 85 |
| Pêches (fruit frais) | 35 | Pepino, poire-melon | 40 | Porridge, bouillie de flocons d'avoine | 60 |
| Petits pois frais, pois chiches, fafanel | 35 | Petits pois (boite) | 45 | Potiron | 75 |
| Poireaux | 15 | Pruneaux | 40 | poudre chocolatée sucrée | 60 |
| Poivrons | 15 | Raisin (fruit frais) | 45 | Raisins secs | 65 |
| Pomme en compote | 35 | Riz basmati complet | 45 | Raviolis | 70 |
| Pomme, poire (fruit frais) | 35 | Riz basmati long | 50 | Risotto | 70 |
| Prunes (fruit frais) | 35 | Riz complet brun | 50 | Riz à cuisson rapide | 85 |
| Radis | 15 | Riz rouge | 55 | Riz au lait sucré | 75 |
| Ratatouille | 20 | Sablé (farine intégrale sans sucre) | 40 | Riz blanc standard | 70 |
| Riz sauvage | 35 | Sarrasin, blé noir (intégral, farine ou pain) | 40 | Riz de Camargue | 60 |
| Salade | 15 | Sauce tomate, coulis de tomate (avec sucre) | 45 | Riz long, riz parfumé | 60 |
| Salsifis | 30 | Seigle (intégral, farine ou pain) | 45 | Riz soufflé, galettes de riz | 85 |
| Sauce tomate, coulis de tomate (sans sucre) | 35 | Sorbet sans sucre | 40 | Semoule, couscous | 60 |
| Tofu (soja) | 15 | Spaghettis al dente (cuits en 5 mn) | 40 | Sirop d'érable | 65 |
| Tomates | 30 | Spaghettis blancs bien cuits | 55 | Sirop de glucose, de blé, de riz | 100 |
| Tomates séchées | 35 | Surimi | 50 | Sodas | 70 |
| Vinaigre | 5 | Sushi | 55 | Sorbet sucré | 65 |
| Yaourt édulcoré | 15 | Tagliatelles (bien cuites) | 55 | Sucre blanc (saccharose), roux, complet, intégral | 70 |
| Yaourt nature | 35 | Topinambour | 50 | Tacos | 70 |
Calcul de l’index glycémique
Il procède de l’application de la définition donnée par la FAO (Food and Agriculture Organisation) et l’OMS (Organisation Mondiale de la Santé) à savoir « L’index glycémique est défini comme l’aire sous la courbe de la glycémie (surface) suite à l’ingestion d’une portion de l’aliment à tester contenant 50g de glucides exprimée en pourcentage de la réponse obtenue suite à l’ingestion de la même quantité de glucides provenant d’un aliment de référence ingéré par le même sujet ».
D’un point de vue pratique, la courbe de glycémie est déterminée après l’ingestion d’un aliment contenant 50g de glucides, puis une courbe de glycémie est réalisée pour un aliment de référence contenant 50g de glucides ou 50g de glucose pur. Le rapport de l’un sur l’autre nous donne l’index glycémique.
La partie hachurée en rouge correspond à l’aire sous la courbe de variation de la glycémie en fonction du temps d’un glucide X (au delà de 1g/l et durant deux heures après ingestion). Cette aire (ou surface) mise en rapport avec celle obtenue avec l’aliment de référence (glucose ou pain blanc) nous renseignera sur l’index glycémique de l’aliment.
La méthode de détermination est standardisée :
L’aliment de référence chez l’homme peut être le pain blanc ou le glucose. La quantité de glucides dans l’aliment testé doit être déterminée en glucides disponibles, mesurés en enlevant les fibres alimentaires aux glucides totaux.
Les mesures sur l’aliment choisi et sur l’aliment de référence doivent être effectuées sur le même sujet et au minimum 3 fois pour l’aliment de référence. Un minimum de 6 sujets doit être utilisé pour tester un aliment.
Les prélèvements sanguins pour la mesure de la glycémie doivent se faire toujours au même endroit afin d’éviter les variations entre sang veineux et sang capillaire.
Le calcul de l’aire sous la courbe ne doit prendre en compte que les valeurs supérieures à la glycémie basale (glycémie à jeun) soit environ 1g/l.
D’un point de vue mathématique la formule de calcul est la suivante :
IGalim = AUCalim/AUCref x 100
IGalim : Index glycémique de l’aliment testé
AUCalim : aire sous la courbe de l’aliment testé
AUCref : aire sous la courbe de l’aliment de référence (glucose ou pain blanc)
Pour passer d’une mesure prenant pour référence le pain blanc dans le système ayant pour référence le glucose, il faut multiplier celle-ci par 0,7.
Toutefois l’index glycémique reste un indice très théorique et indicatif qui va nous permettre de hiérarchiser les aliments en fonction de leur pouvoir glycémiant. Il va avantageusement remplacer les notions de « sucres rapides » et de « sucres lents » souvent empruntes d’erreur et de préjugés mais il est sujet à des variations en dehors de son contexte expérimental standardisé.
L’état physique de l’aliment : selon que l’aliment est solide ou liquide, son index glycémique va varier (pomme et jus de pomme).
La cuisson de l’aliment : selon que l’aliment est consommé cru ou cuit et selon les méthodes de cuisson (four, vapeur, température, durée, ajouts de matières grasses…..)
Enfin l’interaction entre les aliments : nous consommons rarement un seul aliment à la fois. La plupart du temps, nous nous alimentons au cours d’un repas avec plusieurs types d’aliments. Ces aliments vont interagir entre eux au niveau de leur digestion et de leur absorption. Il serait alors plus judicieux de tenir compte de l’index glycémique du repas tout entier. Un sucre à index glycémique élevé consommé avec des légumes verts (riches en fibre) au cours d’un même repas, va alors se comporter comme un sucre à index glycémique moindre car les fibres ralentissent l’absorption du glucose au niveau intestinal.
L’index glycémique va donc nous renseigner sur la valeur qualitative des aliments dans des conditions standardisées et pour une quantité donnée (50g).Dans ces conditions, cet indice nous permet donc de savoir si un aliment va faiblement, moyennement ou fortement augmenter la glycémie.
Par ailleurs, deux courbes de deux aliments distincts peuvent très bien avoir, en valeur, la même aire sous la courbe mais deux tracés complètement différents. La valeur du pic de glycémie ainsi que le moment auquel il survient sont des données aussi très intéressantes dans l’étude de la cinétique de la réponse glycémique qui ne sont pas mises en évidence par l’index glycémique.
Courbe
La charge glycémique CG
L’index glycémique, à lui seul, ne tient pas compte de la quantité de glucides ingérée. Pris isolément il renseigne qualitativement sur les propriétés glycémiantes des glucides. En 1997, le Professeur Walter Willett de l’université de Harvard développe le concept de charge glycémique pour rendre compte des quantités de glucides ingérés. La charge glycémique (CG) se définit par la formule suivante :
CGalim = (IGalim x Qtéalim (g)) / 100
Qtéalim : Quantité de glucides d’un aliment donné exprimée en grammes.
Exemple : 150g de purée de pomme de terre contenant 23g de glucides et possédant un index glycémique de 89 présentera une charge glycémique de (89×23)/100 = 20,5. La charge glycémique reflète, ici, la quantité réelle d’aliments consommés. Elle peut aussi être ramenée à 100g d’aliments permettant ainsi de comparer les aliments entre eux à quantité égale. Pour 100g de purée de pomme de terre, la quantité de glucides serait de 15,33g et la charge glycémique de 13,64.
En fonction de la valeur obtenue pour la charge glycémique on distinguera globalement 3 niveaux pour les quantités d’aliments réellement consommés.
CG < 10 charge glycémique faible
11<CG<20 charge glycémique modérée
CG>20 charge glycémique élevée
De même pour les apports journaliers en glucides (somme des charges glycémiques des aliments d’une journée) on distinguera :
CG<80 charge glycémique journalière basse
80<CG<120 charge glycémique journalière modérée
CG>120 charge glycémique journalière élevée
L’index insulinémique
L’insuline est une hormone hypoglycémiante secrétée par les cellules β des îlots de Langerhans du pancréas. Elle a pour fonction de réguler la glycémie qui doit être comprise, à jeun, entre 0,8 et 1,2 g /l chez l’homme. Après l’ingestion de glucides, la glycémie augmente plus ou moins intensément (en fonction de la nature des glucides ingérés et de leur environnement prandial). En situation physiologique normale, cette augmentation de la glycémie sera donc responsable d’une sécrétion d’insuline afin de rétablir la glycémie dans ses valeurs dites physiologiques. Pour ce faire, l’insuline sera à l’origine du stockage du glucose dans les muscles et le foie sous forme de glycogène et de la conversion des glucides en acides gras dans le tissu adipeux. L’index insulinémique a été mis au point, en 1997, par deux chercheurs de l’université de Sydney, Suzan Holt et Jenny Brand-Miller. Il compare l’élévation du taux sanguin d’insuline suite à l’ingestion de différents glucides à celle provoquée par un glucide de référence tel que le pain blanc et ce pour un apport calorique identique fixé arbitrairement à 240 kcal. La logique voudrait que les aliments présentant un index glycémique élevé soient également caractérisés par un index insulinémique élevé, et, dans la plupart des cas, cette logique est respectée cependant il existe des exceptions tels que, notamment, les produits lactés qui possèdent un index insulinique exagérément important en regard de leur index glycémique.
Le pouvoir sucrant
Le pouvoir sucrant d’un glucide est une notion toute subjective. Des gouteurs professionnels évaluent la sensation sucrée que procure l’ingestion de différents glucides et en font une classification en fonction du pouvoir sucrant. Cet indice est à ne pas confondre avec l’index glycémique ou la charge glycémique, il n’apporte aucun élément quant à la nature plus ou moins glycémiante des aliments et reste strictement d’ordre gustatif. Le goût sucré étant synonyme de plaisir, l’utilisation, dans l’industrie agro-alimentaire, de molécules à fort pouvoir sucrant est recherchée.
Digestion et absorption des glucides
Seuls quelques monosaccharides (glucose, fructose et galactose) peuvent être extrudés de la muqueuse intestinale vers le torrent sanguin, par conséquent, tous les polymères de glucides ou polysaccharides (amylose, amylopectine…) doivent être scindés au cours de la digestion. Les glucides arrivent dans notre alimentation sous forme polymérisée (glycogène, amidon) ou libre sous forme de mono ou di-saccharides (saccharose, lactose, glucose, fructose, etc.). Les glucides alimentaires majeurs peuvent être d’origine animale (glycogène) ou végétale (amidon composé d’amylose et d’amylopectine). La digestion commence sous l’action del’α-amylase salivaire (ptyaline). L’action de l’amylase sur les amidons et le glycogène contenant des liaisons α(1-4) et α(1-6) délivre un mélange d’oligosaccharides ramifiés, de maltose et de glucose. L’hydrolyse par cette enzyme se poursuit jusqu’à l’estomac. La forte acidité de l’estomac arrête l’action de l’α-amylase salivaire. La digestion reprend dans la partie supérieure du jéjunum sous l’action de l’α-amylase pancréatique après neutralisation de l’acidité stomacale par les sécrétions du pancréas. Après cette première étape digestive, on retrouvera donc, déjà, dans la lumière intestinale du glucose, du fructose (pour les fruits ingérés) mais aussi et surtout de nombreux disaccharides de type lactose (si ingestion de produits laitiers), saccharose, maltose ou iso-maltose. Ces disaccharides seront hydrolysés en monosaccharides par les disaccharidases membranaires spécifiques des villosités intestinales. Ainsi la lactase transformera le lactose en galactose et glucose, la maltase transformera le maltose en deux unités de glucose et la saccharase transformera le saccharose en glucose et fructose.
Le glucose et le galactose initialement présents dans la lumière intestinale vont entrer dans les cellules intestinales de manière active contre un gradient de concentration grâce à une molécule de transport qui fixe un ion sodium (Na+) et une unité de glucose ou de galactose dans une proportion de 1/1. Le glucose et le galactose quittent ensuite la cellule intestinale vers les capillaires sanguins par diffusion passive ou facilitée sans apport d’énergie nécessaire.
L’absorption du fructose de la lumière intestinale vers la cellule intestinale se fait de manière passive, et un système de transport GLUT2 et GLUT5 en facilite la diffusion vers les capillaires sanguins.
Ainsi seuls le glucose, le galactose et le fructose pourront se retrouver dans la circulation sanguine. Le fructose et le galactose sont ensuite acheminés au foie via le torrent sanguin où ils seront métabolisés en glucose.
L’absorption du fructose, de par son caractère passif, est beaucoup plus lente que celle du glucose ou du galactose, de plus, sa transformation en glucose nécessite une étape supplémentaire : la métabolisation hépatique. Ces deux constatations expliquent que son index glycémique soit aussi bas malgré sa forme monosaccharidique.
Les principaux glucides de l’alimentation
Le lactose
Le lactose est un disaccharide présent dans le lait des mammifères. Son hydrolyse par une β galactosidase (lactase) résultera en une unité de glucose et une unité de galactose. Cette enzyme spécifique est présente au niveau des villosités intestinales dans les premières années de la vie. Toutefois, à l’âge adulte, elle est fréquemment produite en quantité insuffisante provoquant ainsi une intolérance au lactose. Cette intolérance, semble être déterminée génétiquement, elle est particulièrement observée dans les populations noires et asiatiques avec près de 90% de prévalence. Le lactose non digéré, est alors métabolisé par certaines bactéries du système de digestion qui se mettent à produire de l’hydrogène en présence de lactose. Les symptômes de l’intolérance au lactose sont principalement des ballonnements, des crampes d’estomac douloureuses et des diarrhées. En règle générale, les yaourts et laits fermentés avec Streptoccocus thermophilus, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus et Lactobacillus acidophilus (mais non avec Bifidobacterium bifidum), où les bactéries sont vivantes, ainsi que les fromages, sont mieux tolérés, car le lactose y est déjà partiellement hydrolysé par les bactéries. Les fromages à pâte dure contiennent très peu de lactose. Le lactose est très utilisé dans l’industrie pharmaceutique comme excipient des médicaments.
Le maltose
Appelé aussi sucre de malt, c’est un disaccharide composé de 2 unités de glucose. Il est présent dans les grains d’orge en germination. Il existe d’autres disaccharides composés de 2 unités de glucose (isomères) mais qui diffèrent de par l’orientation de leur liaison osidique. Ainsi le maltose possède une liaison α(1-4), mais il existe aussi l’isomaltose α(1-6), la cellobiose β(1-4), le tréhalose α(1-1)…
Le maltose est donc présent dans la bière. Son index glycémique est supérieur à celui du glucose.
Le saccharose
Il s’agit du sucre de table. Il est extrait principalement de la betterave sucrière et de la canne à sucre. C’est un disaccharide formé de glucose et de fructose. Il est largement utilisé dans l’industrie agro-alimentaire telle que la confiserie, la pâtisserie, les confitures ou les boissons.
Le fructose
Le fructose est un monosaccharide que l’on trouve en abondance dans les fruits mais aussi dans le miel dans des proportions qui diffèrent en fonction de la nature du miel considéré. Il est également présent dans le saccharose, lié à une unité de glucose. Il est absorbé au niveau intestinal et nécessite une métabolisation hépatique à la suite de laquelle il sera transformé soit en glucose (pour les besoins énergétiques avec augmentation modérée de la glycémie), soit en glycogène (stockage), soit en triglycérides (stockage sous forme de graisse) ou encore rejoindra la voie des lactates. Cette métabolisation hépatique est, entre autre, à l’origine de son faible index glycémique bien qu’il soit un « sucre simple ». Il a peu d’influence sur la sécrétion d’insuline et de leptine (hormone de la satiété), or ces deux hormones jouent un rôle important dans la régulation de la prise alimentaire. Ainsi, le fructose, bien qu’aussi calorique que le glucose, entraînera beaucoup moins rapidement la sensation de satiété que le glucose. De plus, le fructose stimule la sécrétion d’une hormone augmentant l’appétit : la ghréline. Ce faisant, sa consommation, non freinée, serait un facteur de risque pour l’obésité. Pendant longtemps considéré comme le glucide de référence pour les diabétiques étant donné son influence quasi-nulle sur la sécrétion d’insuline, il concentre dorénavant tous les griefs suite à des études, quelque peu contestables quant à leur pertinence, menées sur des rongeurs et des macaques. Selon ces études la consommation de fructose se révèlerait néfaste et favoriserait le syndrome métabolique par diminution de la sensibilité à l’insuline conduisant au diabète de type 2, serait à l’origine de stéatose hépatique (« foie gras ») par conversion en triglycérides, et serait un facteur de risque des maladies cardiovasculaires, des accidents vasculaires cérébraux voire même de cancers …. Sans entrer dans les détails, ces études présentaient un certain nombre de biais scientifique et notamment par l’apport en quantité démesurée de fructose sous forme pur avec des différences d’apport qualitatifs et quantitatifs des autres aliments en terme calorimétrique entre les « groupes contrôle » et les « groupes fructose ». Tout ceci reste, comme dans beaucoup d’autres domaines, une question de bon sens et il faut bien entendu raison garder et continuer à manger des fruits dans la mesure où ils sont consommés entiers ne serait ce que pour leurs apports en vitamines, minéraux, fibres et polyphénols anti-oxydants. De même qu’il faut privilégier les jus de fruits frais avec pulpe et bannir les jus de fruits et autres nectars industriels (à base de concentré et de sucres ajoutés). Il existe une nuance importante entre la consommation de fruits frais et celle de nourriture industrielle systématiquement arrosé de sirop de glucose-fructose.
Le glucose ou dextrose (D-glucose)
C’est la source d’énergie essentielle pour le fonctionnement du cerveau qui en est très friand. Il est le glucide de base utilisé par l’organisme pour la glycolyse et la production d’énergie. On peut mesurer sa concentration sanguine : la glycémie exprimée en g/l. Son élévation chronique trop importante est responsable du diabète et au contraire, sa diminution trop importante est à l’origine d’hypoglycémie. Tous les glucides de notre alimentation seront finalement transformés en glucose. Il est massivement utilisé dans l’industrie alimentaire comme agent de conservation (par diminution de l’activité de l’eau). On le retrouve également sous forme de sirop de glucose ou sirop de glucose-fructose. Ce dernier est fréquemment utilisé dans l’industrie alimentaire car il est plus sucrant, bien moins cher que le saccharose et se présente sous forme liquide donc plus facile à mélanger aux aliments industriels. Le sirop de glucose-fructose est en fait un sirop de maïs à haute teneur en fructose ou HFCF (High fructose corn syrup). Il est obtenu par augmentation de la teneur en fructose d’un sirop de maïs via un processus enzymatique, puis mélangé à un sirop de maïs pur (constitué uniquement de glucose). Il en existe à différentes concentrations leur conférant des pouvoirs sucrants différents. Les principaux sont :
Le HFCF 90 avec 90% de fructose et 10% de glucose ayant un fort pouvoir sucrant et utilisé dans les pâtisseries.
Le HFCF 55 avec 55% de fructose et 45% de glucose ayant un pouvoir sucrant proche de celui du saccharose et utilisé dans la plupart des aliments industriels
Le HFCF 42 avec 42% de fructose et 58% de glucose utilisé dans les boissons isotoniques de l’effort.
On retrouve ces sirops de glucose-fructose un peu partout : dans les produits congelés, le ketchup, les soupes, la mayonnaise, le pain, les sodas, les boissons énergétiques, les céréales et il est fortement décrié actuellement de par sa forte teneur en fructose (voir paragraphe fructose).
Les amidons
Ils constituent les formes de mise en réserve des plantes. Ils sont présents dans les graines de céréales et légumineuses, les racines, les tubercules et rhizomes mais aussi dans certains fruits tels que la banane ou l’arbre à pain.
L’amylopectine
L’amylopectine est un polymère d’oses ramifié que l’on trouve dans les plantes. Il est constitué d’∝-D-glucopyranose et est avec l’amylose le constituant de l’amidon. Les glucoses sont liés de manière linéaire par des liaisons alpha 1-4. Des ramifications apparaissent avec une liaison alpha 1-6 tous les 24 à 30 monosaccharides. On le retrouve principalement dans le blé (70 à 80%), dans la pomme de terre (90%) ou encore dans le maïs, le riz, le seigle ou le sorgho.
L’amylose
L’amylose est un polymère d’oses non-ramifié, plus précisément un polymère de glucose. Il est le principal glucide du pain blanc. Bien que possédant un index de polymérisation important, il est doté d’un index glycémique important car étant non ramifié, il se présente comme une longue succession de molécules de glucose mises bout à bout, facilement hydrolysable par les amylases. Nous constatons donc à nouveau que l’index de polymérisation, à lui seul, ne présume pas du pouvoir glycémiant d’un glucide, l’agencement dans l’espace des différentes molécules d’oses composant les glucides joue un rôle prépondérant dans la plus ou moins grande facilité que rencontrerons les amylases pour les hydrolyser. L’amylose est avec l’amylopectine le principal constituant de l’amidon. Il est présent dans le blé, la pomme de terre, le riz, le maïs, le sorgo et le seigle. L’amylose a une anomérie α. Pour cette raison, contrairement à la cellulose il est assimilable par l’homme. L’amylose est dégradé par l’∝-amylase en maltose.
Les polysaccharides non amylacées
Il s’agit en fait des fibres alimentaires telle que la cellulose, l’hemicellulose, l’inuline, les gommes….Elles ont toutes des propriétés différentes mais elles en ont une en commun, celle de ne pas pouvoir être digérées par l’homme de par l’orientation de type β(1-4) de leur liaison osidique, l’arsenal enzymatique humain ne permettant pas l’hydrolyse de ce type de liaison. Cependant certaines fibres peuvent être métabolisées, grâce à la présence de bactéries intestinales, en composés utilisables pour la production d’énergie leur conférant une valeur énergétique bien inférieure à la plupart des glucides. Les fibres alimentaires, de par leurs spécificités et leur importance dans l’alimentation humaine feront l’objet d’un article dédié.
Les polyols ou sucre alcool
Ce ne sont pas des glucides à proprement parler, mais plutôt des dérivés de glucide (par réduction chimique de leur fonction aldéhyde ou cétone en fonction hydroxyle (-OH)). On les retrouve à l’état naturel dans de nombreuses plantes mais ils sont principalement synthétisés dans l’industrie alimentaire en tant qu’édulcorant à faible valeur calorique. Ils sont très faiblement absorbés au niveau intestinal et ont une très faible influence sur la glycémie. Parmi les plus courants on retrouve le mannitol (dérivé du mannose), le xylitol, le sorbitol ou encore le lactilol. Ils ont un effet laxatif lorsqu’ils sont consommés en trop grande quantité provoquant diarrhées et ballonnements. Ils sont précisément utilisés dans l’industrie pharmaceutique pour ces propriétés laxatives osmotiques.
Le glycogène
Il s’agit de la forme de réserve des glucides des animaux. Il s’agit d’un polymère de glucose à liaison α(1-4). Il est stocké au niveau du foie et des muscles. Il peut rapidement être hydrolysé en glucose pour les besoins énergétiques. On le trouve donc dans nos assiettes lorsque nous consommons de la viande (muscles et foie). Le glycogène tient une place particulièrement importante dans la pratique des sports d’endurance, non pas par sa consommation alimentaire, mais plutôt dans l’optique d’une optimisation de ses stocks dans les muscles et le foie du sportif en vue d’une épreuve. Nous verrons dans un article futur quelle stratégie adopter pour gérer ses stocks de glycogène avant, pendant et après l’effort.
Les maltodextrines
Etymologiquement, il s’agit de l’association du mot malte et dextrose. Ce sont donc des glucides à chaîne intermédiaire comprenant entre 3 et 20 unités saccharidiques rapidement hydrolysables. Les maltodextrines sont le résultat d’une hydrolyse partielle de l’amidon. Le degré d’hydrolyse de l’amidon se mesure par le « Dextrose Equivalent » ou D.E. Le dextrose (D.E = 100) étant le résultat de l’hydrolyse totale de l’amidon (D.E=0). Ainsi plus le D.E est élevée, plus l’hydrolyse est poussée et plus la teneur en sucres à chaines courtes est élevée. Les maltodextrines sont obtenues de manière industrielle en bloquant l’hydrolyse de l’amidon au moment opportun pour obtenir des glucides à la longueur souhaitée. Elles ont un pouvoir sucrant faible et sont utilisées dans l’industrie agro-alimentaire comme agent de charge ou arôme. Dans l’industrie pharmaceutique, elles sont utilisées comme excipient des médicaments. Elles sont également abondamment utilisées dans les boissons énergétiques, notamment dans les sports d’endurance.
Voilà donc un bref survol des principaux glucides, de leurs propriétés glycémiantes liées à leur nature, à leur conformation dans l’espace et leur métabolisme. Nous aborderons dans de prochains articles les spécificités de la régulation de la glycémie à l’effort ainsi que les stratégies à mettre en œuvre et le choix des glucides pour optimiser les réserves de glycogène avant l’effort, coupler les apports énergétiques et les apports hydro-électrolytiques pendant l’effort, puis enfin, reconstituer ses stocks et récupérer après l’effort.
Laisser un commentaire