Les glucides

Les glucides sont des aliments de base dans le monde entier. Ils reçoivent également beaucoup d’attention négative dans les médias. Comme les nouveaux régimes à la mode sont à la mode, chacun a une idée différente de la quantité appropriée de glucides à consommer. Bien qu’il fût autrefois considéré comme un super aliment, le sucre (les glucides les plus simples) est maintenant montré sous un jour crapuleux. Il y a même un mouvement pour que le sucre soit reclassé comme une drogue dangereuse et addictive! Les polysaccharides (ce que les gens considèrent traditionnellement comme des « glucides ») étaient universellement hattés il y a quelques années, mais maintenant il y a des opinions mitigées. Les régimes cétogènes (faibles en glucides, riches en protéines et en graisses) sont tombés en disgrâce en raison de risques pour la santé, cependant, il y a toujours un débat pour savoir si les glucides sont bons ou non pour vous. Les bodybuilders affirment qu’ils sont bons pour la performance de l’exercice et le métabolisme. Les nutritionnistes mettent en garde contre les risques d’augmentation de la glycémie et de prise de poids. Dans le contexte du débat sur les aliments naturels, il n’est pas toujours clair ce que sont les glucides. Le terme a tendance à être utilisé comme un fourre-tout pour tout aliment féculent. Alors que l’amidon est un hydrate de carbone, il y en a aussi beaucoup d’autres. Les glucides sont des macronutriments (molécules qui doivent être consommées en quantités relativement importantes pour maintenir la vie). Ils sont la biomolécule la plus abondante sur terre et prennent de nombreuses formes. Les sucres, les molécules de signalisation, les parties ou notre système immunitaire, les acides nucléiques et de nombreux composants structurels sont tous formés à partir de glucides.

La composition chimique des glucides leur confère plusieurs propriétés qui les aident à remplir tant de rôles différents. Plus important encore, ils sont formés d’unités fondamentales qui peuvent ensuite être liées ensemble comme des briques Lego pour former de grandes molécules uniques. Les seules biomolécules qui sont meilleures que les glucides pour ce faire sont les protéines. La formule moléculaire commune pour tout glucide est

Cn(H2O) n

Le nom de ces molécules est dérivé de ce rapport: pour chaque atome de carbone (carbo-), il y a une quantité égale d’eau (-hydrate). Parce que la combinaison du carbone, de l’hydrogène et de l’oxygène peut être facilement oxydée, mais n’a pas tendance à se décomposer d’eux-mêmes, les glucides ont à la fois un potentiel énergétique élevé et une stabilité structurelle. Cela les rend idéaux pour alimenter les réactions biochimiques. En fait, l’oxydation du glucose glucidique est la réaction chimique fondamentale qui alimente toute vie sur terre.

Les plus petits groupes fonctionnels de glucides sont les monosaccharides. Le mot racine « saccharide » vient du mot grec pour doux, car ces unités ont un goût sucré caractéristique. Les monosaccharides sont parfois appelés sucres simples. Ils forment les glucides les plus simples et sont des chaînes de carbones avec de nombreux groupes fonctionnels alcool (-OH) et un oxygène spécial à double liaison (cétone ou aldose) qui permet à la chaîne de former un anneau. Il existe de nombreux exemples de sucres simples consommés pour l’énergie. Le glucose est la molécule qui est mesurée dans les cotes de sucre dans le sang et est la principale source d’énergie biologique pour toute la vie.

Le fructose est un type de sucre fabriqué dans les plantes. C’est la source de douceur du sirop de maïs à haute teneur en fructose.

Le galactose est un type de sucre produit par les mammifères qui peut se lier au glucose pour former du lactose.

Il existe également de nombreux types de monosaccharides qui ne sont pas digérés pour l’énergie. Le ribose est le principal composant structurel des nucléotides qui composent l’ADN et l’ARN. Le mannose est un sucre simple présent dans les molécules de signalisation appelées glycoprotéines.

Disaccharides

Les types de sucres que la plupart des gens connaîtront sont les disaccharides, deux monosaccharides liés entre eux par une liaison spéciale. La liaison qui relie les deux monosaccharides est appelée liaison glycosidique. Ils se produisent parce qu’un carbone spécial dans le cycle d’un monosaccharide (le carbone anomérique) peut se combiner avec le groupe -OH sur un monosaccharide différent pour créer une liaison plus de l’eau. Les disaccharides ont une structure plus grande et à double anneau et possèdent une variété de propriétés sur la base desquelles les monosaccharides sont liés, ainsi que la localisation et la stéréochimie des liaisons glycosidiques. De nombreux sucres naturels sont des disaccharides de glucose et d’autres monosaccharides. Le saccharose (sucre de table) est constitué des deux monosaccharides glucose et fructose. Le lactose (sucre du lait) est constitué des monosaccharides glucose et galactose. Le maltose (amidon partiellement digéré) est composé de deux monosaccharides de glucose joints et est le produit du maltage.

Polysaccharides

La plupart des glucides n’existent pas sous forme de monosaccharides ou de disaccharides relativement petits, mais forment plutôt des chaînes massives de sucres simples reliés entre eux par des liaisons glycosidiques. Ces structures sont très diverses dans leur forme et leur fonction, mais sont collectivement appelées polysaccharides. Techniquement, le terme hydrate de carbone comprend tous les saccharides, cependant, dans un langage occasionnel, les gens l’utilisent pour désigner l’amidon. Les polysaccharides ont tendance à ne pas avoir le goût sucré caractéristique des monosaccharides et des disaccharides. Leur taille peut varier considérablement, allant de seulement quelques unités monosaccharidiques à des complexes tentaculaires de centaines de monosaccharides. Ils peuvent également avoir des structures différentes. Les polysaccharides où la liaison glycosidique se produit au même endroit sur chaque unité forment de longues chaînes qui s’enroulent autour d’elles pour former des structures hélicoïdales. Alternativement, certaines unités peuvent avoir plusieurs liaisons glycosidiques, provoquant une structure lâche et ramifiée. Enfin, les polysaccharides peuvent être composés entièrement d’une seule unité monosaccharidique (homopolysaccharides) ou ils peuvent avoir des motifs répétitifs de deux ou trois monosaccharides différents (hétéropolysaccharides).

Homopolysaccharides

Les polysaccharides utilisés comme sources d’énergie ont tendance à être des homopolysaccharides composés de glucose. Chez les plantes, cette source d’énergie s’appelle l’amidon et se décline en deux variétés. L’amylose est un amidon non ramifié. Il forme des hélices serrées qui forment une structure cristalline. Parce qu’il est bien emballé, l’amylose est plus dense en énergie, mais moins soluble et plus difficile à digérer. L’amylopectine est un amidon à chaînes courtes et ramifiées. Il est facilement digestible et se dissout facilement dans l’eau, mais est moins dense en énergie car les branches empêchent l’emballage serré. Les cuisiniers utilisent les amidons comme sources d’énergie et agents épaississants. Les animaux et les champignons ont une molécule analogue à l’amidon appelée glycogène. Au lieu de former des structures hélicoïdales comme l’amidon, le glycogène forme des granules de chaînes hautement ramifiées de glucose attachées à une protéine centrale. Il est fabriqué dans le foie et sert de stockage d’énergie à moyen terme pour le tissu musculaire. La substance gélatineuse transparente au fond d’une boîte de spam est principalement du glycogène.

Les homopolysaccharides peuvent également former des matériaux structuraux robustes. La cellulose est un matériau robuste et fibreux qui aide à créer des parois cellulaires chez les plantes et les micro-organismes. Il est construit à partir de chaînes linéaires de glucose. Cependant, contrairement à l’amylose, la forme des liaisons glycosidiques rend la structure insoluble et difficile à digérer. La cellulose est appelée fibre alimentaire dans les aliments et constitue la majeure partie de la fibre de coton, des produits en papier et du bois. La chitine est un autre homopolysaccharide structurel qui se produit fréquemment dans la nature. Il forme les exosquelettes des insectes et les écailles des poissons. Comme la cellulose, la chitine se forme sur des chaînes insolubles de glucose linéaire. Cependant, chaque unité de glucose est modifiée pour avoir un groupe amine (-NH2) qui lui est attaché.

Hétéropolysaccharides

Les hétéropolysaccharides contiennent deux ou trois monosaccharides différents selon des motifs répétés. Ces glucides sont généralement étroitement associés à un lipide ou à une protéine formant des structures hybrides appelées glycolipides ou glycoprotéines. Ces molécules se trouvent largement à travers les plantes, les animaux et les micro-organismes. Les composants et la forme de ces molécules ont une énorme diversité, et la structure exacte de beaucoup d’entre elles sont encore inconnues. De nombreux hétéropolysaccharides sont médicalement pertinents. Les exemples incluent l’acide hyaluronique qui fonctionne comme un absorbant de choc hautement hydrophile et un lubrifiant dans le cartilage, la peau et les tissus neuraux; l’héparine, qui est un anticoagulant naturellement présent dans le sang et les immunoglobulines (anticorps) qui sont essentielles pour le système immunitaire actif.

Conclusion

Les glucides constituent une vaste classe de biomolécules dont la complexité et la diversité de fonctions rivalisent avec celles des protéines. Leur taille peut aller de monosaccharides relativement simples à des complexes tentaculaires de polysaccharides. Ils ont une combinaison unique de stabilité structurelle et d’énergie potentielle élevée, ce qui les rend idéaux parmi les macromolécules pour alimenter le métabolisme, mais ils ont également de nombreuses autres fonctions, notamment la structure et la signalisation cellulaire. Nous rendons un mauvais service aux glucides en les considérant uniquement comme des pâtes et des pommes de terre. Ils constituent une famille unique et très diversifiée de molécules essentielles à toute vie sur terre.