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Glucides – glucose – glycémie Digestion et absorption des glucides Régulation de la glycémie (partie 1) COURS 7 DE GILLES FAURY du 19/4/2011 DAEU-B.

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1 Glucides – glucose – glycémie Digestion et absorption des glucides Régulation de la glycémie (partie 1) COURS 7 DE GILLES FAURY du 19/4/2011 DAEU-B

2 Rôles du glucose : - Rôle énergétique - Rôle structurale

3 Rôle énergétique : Le glucose est la principale molécule énergétique catabolisée par l'ensemble des cellules de l'organisme en vue de la production d'ATP. 50 g de glucose sont utilisés par jour par les hématies, 150 g par le système nerveux central, 50 g par les muscles striés squelettiques (sédentaire). La production journalière d'ATP chez un adulte sédentaire est estimée à 40 kg. Catabolisme du glucose dans le cadre de la respiration aérobie Oxydation complète du glucose en dioxyde de carbone : C 6 H H 2 0 => 6 CO H e Réduction de l'accepteur final d'électrons : H e => 2 H 2 0 Réaction d'oxydo-réduction du glucose dans le cadre de la respiration aérobie : C 6 H => 6 CO H 2 0 Catabolisme du glucose dans le cadre de la fermentation lactique Oxydation incomplète du glucose en acide pyruvique : C 6 H => 2 C 3 H H e Réduction de l'accepteur final d'électrons : C 3 H H e => C 3 H Réaction d'oxydo-réduction du glucose dans le cadre de la fermentation lactique : C 6 H => 2 C 3 H 6 0 3

4 Rôle structural L'importance des glucides d'un point de vue structural est énorme : production des protéines glycosylées (glycoprotéines), propres aux eucaryotes ; vecteurs d'informations biologiques majeurs.

5 NutrimentsEntre les repas Juste après la digestion d'un repas Glucose0.8 g/l1.5 à 2.6 g/l Acides aminés 0.5 g/l15 g/l Acides gras4 à 7 g/l20 g/l Quantité de nutriments dans le sang

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7 GLYCEMIE

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11 Importance des glucides dans l'apport énergétique total (AET) pour un adulte sédentaire GlucidesLipidesProtides 55 % (soit 400 g.j -1 ) dont : amidon : 50 % saccharose : 30 % lactose : 10 % autres : 10 % 12 %33 %

12 L'amidon (du latin amylum, non moulu) est un glucide complexe (polyoside) composé de chaînes de molécules de D-Glucose. Il s'agit d'une molécule de réserve énergétique pour les végétaux supérieurs et un constituant essentiel de l'alimentation humaine.glucidepolyosideD-Glucosevégétaux Digestion de l'amidon Lors de la digestion, les molécules d'amidon se dissocient en chaînes glucanes linéaires, elles-mêmes dissociées en glucoses simples et assimilables par le système digestif. Les amylases, présentes dans la salive ainsi que dans le suc pancréatique, permettent l'hydrolyse de l'amidon en dextrines (dont l'isomaltose), maltose (un diholoside) et glucose (un ose). Par la suite dans l'intestin, deux enzymes, la maltase et l'isomaltase, finissent l'hydrolyse des dextrines et du maltose en glucose.amylasessalivesuc pancréatiquehydrolysedextrinesisomaltose maltosediholosideglucoseosemaltaseisomaltase D-glucopyranose = D-glucose

13 Teneur en amidon de quelques sources Sources% masse sèche Céréales blé : maïs : riz : 65 à à à 90 Tubercules pommes de terre : manioc 60 à à 85 Légumineuses Haricot : Pois : 30 à à 50 Fruits Banane :15 à 25

14 maïs :renferme environ 40 % d'amylose et 60 % d'amylopectine. La masse molaire moyenne de l'amidon de maïs est d'environ de g.mol - 1. blé, pomme de terre : renferment entre 20 et 28 % d'amylose et de 80 à 72 % d'amylopectine. La masse molaire moyenne de l'amidon de blé est d'environ de g.mol -1. riz, sorgho, orge :renferment jusqu'à 95 % d'amylopectine. L'amidon est composé d'amylose et d'amylopectine, les différences de proportions relatives entre ces deux constituants donnant différents types d'amidon. Ainsi :

15 L'amylose est une chaine osidique non ramifiée constiuée de l'enchaînement de 250 à 300 résidus de D glucopyrannose reliés entre eux par des liaisons 1 4. La chaine d'amylose n'est pas plane mais adopte une structure hélicoïdale assez lâche, chaque tour d'hélice comprenant 6 résidus glucose. L'amylopectine présente une structure ramifiée constituée de 300 à unités de D- glucopyrannose. Cette structure est constituée de chaînes de 20 à 25 résidus D-glucopyrannose unis par des liaisons 1 4, les chaînes étant reliées entre elles par des liaisons 1 6. La spiralisation des chaines donne un aspect buissonnant.

16 Digestion & Absorption des glucides omnivoresherbivores Glucides Enzymes salivaires et digestives Glucose dans lintestin grèle Absorption dans la circulation sanguine Fermentations microbiennes Acides gras volatils dans le rumen ou le caeco-côlon

17 Sites daction des enzymes digestives

18 Digestion intestinale Digestion=Hydrolyse Trois sites pour la digestion: 1.Digestion extracellulaire: lumière du tube digestif Enzymes pancréatiques Donne de petites molécules 2.Digestion membranaire Enzymes de la bordure en brosse Production doligomères et de monomère 3.Digestion intracellulaire Enzymes cytoplasmiques et lysosomiales

19 14-digestion-absorption-glucides-19 Digestion & absorption des glucides

20 Absorption des glucides chez les monogastriques A lexception des nouveau-nés ( premières 24 heures), pas dabsorption de di-, tri-, ou polysaccharides Seuls les monosaccharides peuvent être absorbés par les entérocytes, ce qui implique une digestion complète Les monosaccharides sont essentiellement absorbés dans le duodénum et le jéjunum

21 Étapes dans la digestion des glucides Les glucides sont exclusivement absorbés sous la forme de monosaccharides : glucose, fructose, galactose. Polysaccharides (ex: amidon) disaccharides, trisaccharides, Monosaccharides Amylase salivaire Amylase pancréatique Maltase (malt. 2 gluc.) Lactase (lac. gluc + gal) Sucrase (sucr. gluc + fruc) Isomaltase ( -limit dextrinase) Enzymes intestinales de surface enzymes sécrétées Bouche, oesophage, estomac et lumière du tube digestif

22 Localisation Enzymes substances Bouche Salivary Amylase Amidon Maltose Sucrose Lactose Estomac (amylase) Dextrine Maltose Amylase pancréatique Maltose Intestin grêle Enzymes bordure en brosse Glucose Fructose Galactose Glucose Glucose Glucose Gros intestinrien microflore fermentation de la cellulose Vue générale sur la digestion des glucides chez les monogastriques

23 Digestion dans la bordure en brosse MaltoseGlucose + Glucose Maltase Lactose Lactase Glucose + Galactose *pas de lactase chez la poule Sucrose (=saccharose) Glucose + Fructose Sucrase *pas de sucrase chez les ruminants

24 14-digestion-absorption-glucides-24 Digestion des glucides dans lintestin Les amylases salivaires sont inactives pour un pH<4.5 50% de lamidon peut être digéré avant darriver dans lintestin Lamylase pancréatique réalise la digestion en 10 minutes

25 14-digestion-absorption-glucides-25 Digestion des glucides par lamylase pancréatique Hydrolyse des liaisons alpha 1-4 Production des monosaccharides, disaccharides, et polysaccharides importance majeure dans la digestion de lamidon et du glycogène en maltose Polysaccharides Disaccharides Amylase

26 14-digestion-absorption-glucides-26 Digestion de lamidon par lamylase pancréatique Digère lamidon en oligosaccharides Les oligosaccharides sont hydrolysés par les enzymes de la bordure en brosse. Insert fig

27 14-digestion-absorption-glucides-27 Digestion dans la bordure en brosse

28 14-digestion-absorption-glucides-28 Digestion des glucides dans lintestin La bordure en brosse agit sur les oligosaccharides, le maltose, le saccharose, lactose & fructose –Le lactose est indigestible après lâge de 4 ans chez la plupart des hommes (pas de lactase)

29 14-digestion-absorption-glucides-29 Digestion dans la bordure en brosse Digestion médiée par les enzymes synthétisées par la bordure en brosse des entérocytes Disaccharides Monosaccharides Enzymes de la bordure en brosse

30 Les trois oses simples (glucose, galactose, fructose) arrivent au foie par la veine porte hépatique (1). Ils sont ainsi traités par le foie avant de pénétrer dans la circulation générale. Le foie est un organe vital stratégiquement situé entre le tube digestif (ainsi que la rate et le pancréas) et la circulation sanguine générale. Le foie a une fonction de stockage et de redistribution des glucides en fonction des besoins de l'organisme. Conversion hépatique Dans le foie, galactose et fructose sont convertis en glucose. L'utilisation des glucides est donc l'utilisation du glucose.

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32 l'Amidon, les Protéines et les Lipides, vont être digérés lors de la digestion.

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34 L'Amidon est un polymère de glucose, c'est la forme de stockage du glucose dans le monde végétal.

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36 les nutriments sont les petites molécules résultant de la digestion des aliments.

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38 les nutriments ainsi que l'eau, les ions minéraux, les vitamines passent dans les vaisseaux sanguins et les vaisseaux lymphatiques au niveau de la paroi de l'intestin grêle. C'est l'absorption intestinale. Cette absorption est assurée par des microvillosités dont la surface est estimée à près de 300 m2. A noter pour finir que les fibres végétales formées de cellulose ne sont pas digérées, elles sont évacuées sans modification dans les matières fécales, elles contribuent au transit intestinal.

39 EXERCICES : On veut préparer une solution physiologique contenant une concentration correcte de glucose : - Pour préparer 1 litre de solution physiologique, combien faut-il ajouter de glucose (en grammes) ? - Combien cela représente-t-il de molécules de glucose (par litre) ? - Si on ajoute la même quantité de saccharose à la place du glucose, cela joue-t-il le même rôle ? Pourquoi ? -Si on voulait mimer, dans la solution physiologique, la concentration de glucose présente chez un diabétique, quelle est la quantité de molécules de glucose quil faudrait ajouter (par litre) ?

40 Bibliographie : Cours de physiologie, J. C. Ehrhart. Physiology, third edition, Berne et Levy. Biochimie des aliments, M. Frenot.

41 Régulation de la glycémie et diabètes

42 1- LA REGULATION DE LA GLYCEMIE

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47 ROLE DU FOIE

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