Glucides

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Le lactose est un disaccharide présent dans le lait animal. Il se compose d'une molécule de D-galactose et d'une molécule de D-glucose liée par liaison bêta-1-4 glycosidique.

Un glucide (/ kɑːrboʊhaɪdreɪt /) est une biomolécule constituée d'atomes de carbone (C), d'hydrogène (H) et d'oxygène (O), habituellement avec un rapport atomique hydrogène-oxygène de 2: 1 (comme dans l'eau); en d'autres termes, avec la formule empirique Cm(H2O)n (où m peut être différent de n). Cette formule est vraie pour les monosaccharides. Certaines exceptions existent; par exemple, le désoxyribose, un composant sucre de l'ADN,[1] a la formule empirique C5H10O4.[2] Les glucides sont techniquement des hydrates de carbone; structurellement, il est plus précis de les voir comme des aldoses et des cétoses.

Le terme est le plus commun en biochimie, où il est synonyme de «saccharide», un groupe qui comprend les sucres, l'amidon et la cellulose. Les saccharides sont divisés en quatre groupes chimiques: monosaccharides, disaccharides, oligosaccharides et polysaccharides. Les monosaccharides et les disaccharides, les plus petits glucides (poids moléculaire inférieur), sont communément appelés sucres.[3] Le mot saccharide vient du mot grec σάκχαρον (Sakkharon), ce qui signifie "sucre".[4] Alors que la nomenclature scientifique des glucides est complexe, les noms des monosaccharides et disaccharides se terminent très souvent par le suffixe -ose, comme dans les monosaccharides fructose (sucre de fruits) et glucose (amidon sucre) et les disaccharides saccharose (sucre de canne ou de betterave) et lactose (sucre de lait).

Les glucides jouent de nombreux rôles dans les organismes vivants. Les polysaccharides servent à stocker l'énergie (par exemple l'amidon et le glycogène) et en tant que composants structurels (par exemple la cellulose dans les plantes et la chitine dans les arthropodes). Le monosaccharide ribose à 5 atomes de carbone est un composant important des coenzymes (par exemple ATP, FAD et NAD) et le squelette de la molécule génétique connue sous le nom d'ARN. Le désoxyribose associé est un composant de l'ADN. Les saccharides et leurs dérivés comprennent de nombreuses autres biomolécules importantes qui jouent un rôle clé dans le système immunitaire, la fertilisation, la prévention de la pathogenèse, la coagulation sanguine et le développement.[5]

L'amidon et les sucres sont les hydrates de carbone les plus importants dans l'alimentation humaine. Ils se trouvent dans une grande variété d'aliments naturels et transformés. L'amidon est un polisaccharide. Il est abondant dans les céréales (blé, maïs, riz), les pommes de terre et les aliments transformés à base de farine de céréales, comme le pain, la pizza ou les pâtes. Les sucres apparaissent dans l'alimentation humaine principalement sous forme de sucre de table (saccharose extrait de la canne à sucre ou de betterave à sucre), de lactose (abondant dans le lait), de glucose et de fructose naturellement présents dans le miel, beaucoup de fruits et certains légumes. Le sucre de table, le lait ou le miel sont souvent ajoutés aux boissons et à de nombreux aliments préparés tels que la confiture, les biscuits et les gâteaux.

La cellulose, un polysaccharide présent dans les parois cellulaires de toutes les plantes, est l'un des principaux composants des fibres alimentaires insolubles. Bien qu'il ne soit pas digestible, les fibres alimentaires insolubles aident à maintenir un système digestif sain[6] en facilitant la défécation. D'autres polysaccharides contenus dans les fibres alimentaires comprennent l'amidon résistant et l'inuline, qui nourrissent certaines bactéries dans le microbiote du gros intestin, et sont métabolisés par ces bactéries pour donner des acides gras à chaîne courte.[7][8]

Terminologie

Dans la littérature scientifique, le terme "hydrate de carbone" a de nombreux synonymes, comme "sucre" (au sens large), "saccharide", "ose",[4] "glucide",[9] "hydrate de carbone" ou "composés polyhydroxy avec aldéhyde ou cétone". Certains de ces termes, spécialement "glucides" et "sucre", sont également utilisés avec d'autres significations.

En science alimentaire et dans de nombreux contextes informels, le terme «hydrate de carbone» signifie souvent tout aliment particulièrement riche en amidon glucidique complexe (comme les céréales, le pain et les pâtes) ou en glucides simples, tels que le sucre (confiserie, confitures, et desserts).

Souvent, dans les listes d'informations nutritionnelles, comme la Base de données nationale sur les nutriments de l'USDA, le terme «hydrate de carbone» est utilisé pour tout autre chose que l'eau, les protéines, les graisses, les cendres et l'éthanol.[10] Cela inclut les composés chimiques tels que l'acide acétique ou l'acide lactique, qui ne sont normalement pas considérés comme des glucides. Il comprend également les fibres alimentaires qui sont des hydrates de carbone mais qui ne contribuent pas beaucoup à l'énergie alimentaire (kilocalories), même si elles sont souvent incluses dans le calcul de l'énergie alimentaire totale comme s'il s'agissait d'un sucre.

Au sens strict, le "sucre" est appliqué aux glucides solubles et sucrés, dont beaucoup sont utilisés dans les aliments.

Structure

Autrefois, le nom "glucide" était utilisé en chimie pour tout composé de formule Cm (H2O)n. Selon cette définition, certains chimistes ont considéré le formaldéhyde (CH2O) être le glucide le plus simple,[11] tandis que d'autres revendiquaient ce titre pour le glycolaldéhyde.[12] Aujourd'hui, le terme est généralement compris dans le sens de la biochimie, ce qui exclut les composés avec seulement un ou deux carbones et comprend de nombreux glucides biologiques qui s'écartent de cette formule. Par exemple, alors que les formules représentatives ci-dessus semblent capturer les hydrates de carbone communément connus, les glucides omniprésents et abondants en dévient souvent. Par exemple, les glucides affichent souvent des groupes chimiques tels que: N-acétyle (par exemple la chitine), le sulfate (par exemple les glycosaminoglycanes), l'acide carboxylique (par exemple l'acide sialique) et les modifications désoxy (par exemple le fucose et l'acide sialique).

Les saccharides naturels sont généralement constitués de glucides simples appelés monosaccharides de formule générale (CH2O)nn est trois ou plus.Un monosaccharide typique a la structure H- (CHOH)X(C = O) - (CHOH)y-H, c'est-à-dire un aldéhyde ou une cétone avec de nombreux groupes hydroxyle ajoutés, habituellement un sur chaque atome de carbone qui ne fait pas partie du groupe fonctionnel aldéhyde ou cétone. Des exemples de monosaccharides sont le glucose, le fructose et les glycéraldéhydes. Cependant, certaines substances biologiques communément appelées "monosaccharides" ne sont pas conformes à cette formule (par exemple les acides uroniques et les désoxy-sucres tels que le fucose) et de nombreux produits chimiques sont conformes à cette formule mais ne sont pas considérés comme monosaccharides (par exemple2O et inositol (CH2O)6).[13]

La forme à chaîne ouverte d'un monosaccharide coexiste souvent avec une forme de cycle fermé où le groupe aldéhyde / cétone carbonyle (C = O) et le groupe hydroxyle (-OH) réagissent en formant un hémiacétal avec un nouveau pont C-O-C.

Les monosaccharides peuvent être liés ensemble dans ce qu'on appelle des polysaccharides (ou oligosaccharides) d'une grande variété de façons. De nombreux hydrates de carbone contiennent une ou plusieurs unités de monosaccharides modifiées qui ont été remplacées ou éliminées par un ou plusieurs groupes. Par exemple, le désoxyribose, un composant de l'ADN, est une version modifiée du ribose; La chitine est composée d'unités répétées de N-acétyl glucosamine, une forme de glucose contenant de l'azote.

Division

Les hydrates de carbone sont des polyhydroxy aldéhydes, des cétones, des alcools, des acides, leurs dérivés simples et leurs polymères ayant des liaisons de type acétal. Ils peuvent être classés en fonction de leur degré de polymérisation et peuvent être divisés initialement en trois groupes principaux, à savoir les sucres, les oligosaccharides et les polysaccharides.[14]

Les principaux glucides alimentaires
Classe (DP *) Sous-groupe Composants
Sucres (1-2) Des monosaccharides Glucose, galactose, fructose, xylose
Disaccharides Saccharose, lactose, maltose, tréhalose
Polyols Sorbitol, mannitol
Oligosaccharides (3-9) Malto-oligosaccharides Maltodextrines
Autres oligosaccharides Raffinose, stachyose, fructo-oligosaccharides
Polysaccharides (> 9) Amidon Amylose, amylopectine, amidons modifiés
Polysaccharides sans amidon Glycogène, cellulose, hémicellulose, pectines, hydrocolloïdes

DP * = degré de polymérisation

Des monosaccharides

Article principal: Monosaccharide
Le D-glucose est un aldohexose de formule (C · H2O)6. Les atomes rouges mettent en évidence le groupe aldéhyde et les atomes bleus mettent en évidence le centre asymétrique le plus éloigné de l'aldéhyde; parce que ce -OH est à droite de la projection de Fischer, c'est un sucre D.

Les monosaccharides sont les hydrates de carbone les plus simples en ce sens qu'ils ne peuvent pas être hydrolysés en hydrates de carbone plus petits. Ce sont des aldéhydes ou des cétones avec deux groupes hydroxyle ou plus. La formule chimique générale d'un monosaccharide non modifié est (C • H2O)n, littéralement un "hydrate de carbone". Les monosaccharides sont des molécules de carburant importantes ainsi que des blocs de construction pour les acides nucléiques. Les plus petits monosaccharides, pour lesquels n = 3, sont la dihydroxyacétone et les D- et L-glycéraldéhydes.

Classification des monosaccharides

Les anomères α et β du glucose. Noter la position du groupe hydroxyle (rouge ou vert) sur le carbone anomère par rapport au CH2Groupe OH lié au carbone 5: ils ont soit des configurations absolues identiques (R, R ou S, S) (α), soit des configurations absolues opposées (R, S ou S, R) (β).[15]

Les monosaccharides sont classés selon trois caractéristiques différentes: la position de son groupe carbonyle, le nombre d'atomes de carbone qu'il contient et sa sensibilité chirale. Si le groupe carbonyle est un aldéhyde, le monosaccharide est un aldose; si le groupe carbonyle est une cétone, le monosaccharide est un cétose. Les monosaccharides avec trois atomes de carbone sont appelés trioses, ceux avec quatre sont appelés tétroses, cinq sont appelés pentoses, six sont hexoses, et ainsi de suite.[16] Ces deux systèmes de classification sont souvent combinés. Par exemple, le glucose est un aldohexose (un aldéhyde à six carbones), le ribose est un aldopentose (un aldéhyde à cinq carbones) et le fructose est un cétohexose (une cétone à six carbones).

Chaque atome de carbone portant un groupe hydroxyle (-OH), à l'exception du premier et du dernier carbones, est asymétrique, ce qui fait d'eux des centres stéréo avec deux configurations possibles chacun (R ou S). En raison de cette asymétrie, un certain nombre d'isomères peut exister pour n'importe quelle formule de monosaccharide donnée. En utilisant la règle de Le Bel-van't Hoff, l’aldohexose D-glucose, par exemple, a la formule (C · H2O)6dont quatre de ses six atomes de carbone sont stéréogènes, ce qui fait du D-glucose l'un des deux4= 16 stéréoisomères possibles. Dans le cas des glycéraldéhydes, un aldotriose, il existe une paire de stéréoisomères possibles, qui sont des énantiomères et des épimères. La 1, 3-dihydroxyacétone, le cétose correspondant aux aldose glycéraldéhydes, est une molécule symétrique sans centres stéréo. L'attribution de D ou L est faite selon l'orientation du carbone asymétrique le plus éloigné du groupe carbonyle: dans une projection de Fischer standard si le groupe hydroxyle est à droite, la molécule est un sucre D, sinon c'est un sucre L. Les préfixes "D-" et "L-" ne doivent pas être confondus avec "d-" ou "l-", qui indiquent la direction dans laquelle le sucre fait tourner la lumière polarisée dans le plan. Cette utilisation de "d-" et "l-" n'est plus suivie dans la chimie des hydrates de carbone.[17]

Isomérie à chaîne droite

Le glucose peut exister à la fois en chaîne droite et en forme d'anneau.

Le groupe aldéhyde ou cétone d'un monosaccharide à chaîne droite réagira réversiblement avec un groupe hydroxyle sur un atome de carbone différent pour former un hémiacétal ou un hémicétal, formant un cycle hétérocyclique avec un pont oxygène entre deux atomes de carbone.Les anneaux à cinq et six atomes sont respectivement appelés formes furanose et pyranose et existent en équilibre avec la forme à chaîne droite.[18]

Lors de la conversion de la forme linéaire en forme cyclique, l'atome de carbone contenant l'oxygène carbonyle, appelé carbone anomère, devient un centre stéréogénique avec deux configurations possibles: L'atome d'oxygène peut prendre une position au-dessus ou en dessous du plan de bague. La paire de stéréoisomères qui en résulte est appelée anomères. dans le anomère α, le substituant -OH sur le carbone anomérique repose sur le côté opposé (trans) de l'anneau du CH2Branche latérale OH. La forme alternative, dans laquelle le CH2Le substituant OH et l'hydroxyle anomère sont du même côté (cis) du plan de l'anneau, est appelé le anomère β.

Utiliser dans des organismes vivants

Les monosaccharides sont la principale source de carburant pour le métabolisme, étant utilisés à la fois comme source d'énergie (le glucose étant le plus important dans la nature) et dans la biosynthèse. Lorsque de nombreuses cellules ne nécessitent pas immédiatement des monosaccharides, elles sont souvent converties en formes plus efficaces, souvent des polysaccharides. Chez de nombreux animaux, y compris l'homme, cette forme de stockage est le glycogène, en particulier dans le foie et les cellules musculaires. Chez les plantes, l'amidon est utilisé dans le même but. L'hydrate de carbone le plus abondant, la cellulose, est un composant structurel de la paroi cellulaire des plantes et de nombreuses formes d'algues. Le ribose est un composant de l'ARN. Le désoxyribose est un composant de l'ADN. Le lyxose est un composant de la lyxoflavine présent dans le cœur humain.[19]Le ribulose et le xylulose se trouvent dans la voie du pentose phosphate. Le galactose, un composant du sucre de lait, se trouve dans les galactolipides des membranes cellulaires des plantes et dans les glycoprotéines de nombreux tissus. Le mannose se produit dans le métabolisme humain, en particulier dans la glycosylation de certaines protéines. Le fructose, ou sucre de fruits, est présent dans de nombreuses plantes et chez l'homme, il est métabolisé dans le foie, absorbé directement dans les intestins au cours de la digestion et retrouvé dans le sperme. Le tréhalose, un sucre majeur des insectes, est rapidement hydrolysé en deux molécules de glucose pour assurer un vol continu.

Disaccharides

Le saccharose, également connu sous le nom de sucre de table, est un disaccharide commun. Il est composé de deux monosaccharides: le D-glucose (à gauche) et le D-fructose (à droite).
Article principal: Disaccharide

Deux monosaccharides joints sont appelés disaccharides et ce sont les polysaccharides les plus simples. Des exemples comprennent le saccharose et le lactose. Ils sont composés de deux unités monosaccharidiques liées ensemble par une liaison covalente connue sous le nom de liaison glycosidique formée par une réaction de déshydratation, entraînant la perte d'un atome d'hydrogène d'un monosaccharide et d'un groupe hydroxyle de l'autre. La formule des disaccharides non modifiés est C12H22O11. Bien qu'il existe de nombreux types de disaccharides, une poignée de disaccharides sont particulièrement remarquables.

Le saccharose, représenté sur la droite, est le disaccharide le plus abondant et la forme principale dans laquelle les hydrates de carbone sont transportés dans les plantes. Il est composé d'une molécule de D-glucose et d'une molécule de D-fructose. Le nom systématique pour le saccharose, O-α-D-glucopyranosyl- (1 → 2) -D-fructofuranoside, indique quatre choses:

  • Ses monosaccharides: glucose et fructose
  • Leurs types d'anneau: le glucose est un pyranose et le fructose est un furanose
  • Comment ils sont liés: l'oxygène sur le carbone numéro 1 (C1) de l'α-D-glucose est lié au C2 du D-fructose.
  • le -oside le suffixe indique que le carbone anomère des deux monosaccharides participe à la liaison glycosidique.

Le lactose, un disaccharide composé d'une molécule de D-galactose et d'une molécule de D-glucose, se trouve naturellement dans le lait de mammifère. Le nom systématique pour le lactose est O-β-D-galactopyranosyl- (1 → 4) -D-glucopyranose. D'autres disaccharides notables comprennent le maltose (deux D-glucoses liés en α-1,4) et le cellulobiose (deux D-glucoses liés en β-1,4). Les disaccharides peuvent être classés en deux types: les disaccharides réducteurs et non réducteurs. Si le groupe fonctionnel est présent en liaison avec une autre unité de sucre, on l'appelle un disaccharide réducteur ou biose.

Nutrition

Les produits céréaliers: riches sources de glucides

Les glucides consommés dans les aliments donnent 3,87 kilocalories d'énergie par gramme pour les sucres simples,[20] et de 3,57 à 4,12 kilocalories par gramme pour les hydrates de carbone complexes dans la plupart des autres aliments.[21] Des quantités relativement élevées de glucides sont associées aux aliments transformés ou aux aliments raffinés à base de plantes, y compris bonbons, biscuits et bonbons, sucre de table, miel, boissons gazeuses, pains et craquelins, confitures et produits de fruits, pâtes alimentaires et céréales de petit déjeuner. De plus faibles quantités de glucides sont généralement associées aux aliments non raffinés, notamment les haricots, les tubercules, le riz et les fruits non raffinés.[22] Les aliments d'origine animale ont généralement les plus faibles niveaux de glucides, bien que le lait contienne une forte proportion de lactose.

Les organismes ne peuvent généralement pas métaboliser tous les types de glucides pour produire de l'énergie. Le glucose est une source d'énergie presque universelle et accessible. De nombreux organismes ont également la capacité de métaboliser d'autres monosaccharides et disaccharides, mais le glucose est souvent métabolisé en premier. Dans Escherichia colipar exemple, l'opéron lac exprimera des enzymes pour la digestion du lactose quand il est présent, mais si le lactose et le glucose sont présents, lac l'opéron est réprimé, ce qui entraîne l'utilisation du glucose en premier (voir: Diauxie). Les polysaccharides sont également des sources d'énergie communes. De nombreux organismes peuvent facilement décomposer les amidons en glucose; Cependant, la plupart des organismes ne peuvent pas métaboliser la cellulose ou d'autres polysaccharides comme la chitine et les arabinoxylanes. Ces types d'hydrates de carbone peuvent être métabolisés par certaines bactéries et protistes.Les ruminants et les termites, par exemple, utilisent des micro-organismes pour traiter la cellulose. Même si ces hydrates de carbone complexes ne sont pas très digestibles, ils représentent un important élément alimentaire pour les humains, appelé fibre diététique. La fibre améliore la digestion, entre autres avantages.[23]

Basé sur les effets sur le risque de maladie cardiaque et l'obésité chez les adultes d'âge moyen en bonne santé,[24] L'Institute of Medicine recommande que les adultes américains et canadiens reçoivent entre 45 et 65% de l'énergie alimentaire provenant des glucides à grains entiers.[25] L'Organisation pour l'alimentation et l'agriculture et l'Organisation mondiale de la santé recommandent conjointement que les directives diététiques nationales fixent un objectif de 55-75% de l'énergie totale des glucides, mais seulement 10% directement des sucres (leur terme pour les hydrates de carbone simples).[26]

Classification

Les nutritionnistes qualifient souvent les glucides de simples ou complexes. Cependant, la distinction exacte entre ces groupes peut être ambiguë. Le terme hydrates de carbone complexes a été utilisé pour la première fois au Comité spécial du Sénat américain sur la nutrition et les besoins humains Objectifs alimentaires pour les États-Unis (1977) où il était prévu de distinguer les sucres des autres hydrates de carbone (qui étaient perçus comme étant supérieurs sur le plan nutritionnel).[27] Cependant, le rapport a placé "les fruits, les légumes et les grains entiers" dans la colonne des glucides complexes, bien qu'ils puissent contenir des sucres et des polysaccharides. Cette confusion persiste car certains nutritionnistes utilisent aujourd'hui le terme hydrate de carbone complexe pour désigner tout type de saccharide digestible présent dans un aliment entier, où se trouvent également des fibres, des vitamines et des minéraux (contrairement aux glucides transformés qui fournissent de l'énergie mais peu d'autres nutriments) . L'utilisation standard, cependant, est de classer les glucides chimiquement: simple si ce sont des sucres (monosaccharides et disaccharides) et complexes s'ils sont des polysaccharides (ou des oligosaccharides).[28]

Dans tous les cas, la distinction chimique simple contre complexe chimique a peu de valeur pour déterminer la qualité nutritionnelle des hydrates de carbone.[28] Certains glucides simples (par exemple le fructose) augmentent lentement la glycémie, tandis que certains glucides complexes (amidons), en particulier s'ils sont traités, augmentent rapidement la glycémie. La rapidité de la digestion est déterminée par divers facteurs, dont les autres nutriments consommés avec les glucides, la façon dont les aliments sont préparés, les différences individuelles de métabolisme et la composition chimique des hydrates de carbone.[29]

L'USDA Directives diététiques pour les Américains 2010 préconiser une consommation modérée à élevée d'hydrates de carbone à partir d'une alimentation équilibrée comprenant six portions d'une once de céréales par jour, dont au moins la moitié provient de grains entiers et le reste d'aliments enrichis.[30]

Les concepts d'indice glycémique (IG) et de charge glycémique ont été développés pour caractériser le comportement alimentaire lors de la digestion humaine. Ils classent les aliments riches en glucides en fonction de la rapidité et de l'ampleur de leurs effets sur la glycémie. L'indice glycémique est une mesure de la vitesse d'absorption du glucose dans les aliments, tandis que la charge glycémique est une mesure du glucose absorbable total dans les aliments. L'indice d'insuline est une méthode de classification similaire, plus récente, qui classe les aliments en fonction de leurs effets sur le taux d'insuline dans le sang, lesquels sont causés par le glucose (ou l'amidon) et certains acides aminés dans les aliments.

Effets de la restriction des glucides alimentaires

Voir aussi: Régime faible en glucides

Les glucides sont une source d'énergie commune dans les organismes vivants; cependant, aucun glucide unique n'est un nutriment essentiel chez l'homme.[31] Les humains sont en mesure d’obtenir tous leurs besoins énergétiques à partir de protéines et de graisses, bien que le potentiel de certains effets négatifs sur la santé de la restriction extrême en glucides demeure, car le problème n’a pas encore été étudié de manière approfondie.[31] Cependant, dans le cas des fibres alimentaires - des glucides non digestibles qui ne constituent pas une source d’énergie - un apport insuffisant peut entraîner une augmentation significative de la mortalité.[32][33]

Suivre un régime composé de très faibles quantités d'hydrates de carbone quotidiens pendant plusieurs jours entraînera généralement des taux plus élevés de corps cétoniques dans le sang qu'un régime isocalorique ayant une teneur en protéines similaire. Ce taux relativement élevé de corps cétoniques est communément appelé cétose et est très souvent confondu avec la condition potentiellement mortelle souvent observée chez les diabétiques de type 1, connue sous le nom d'acidocétose diabétique. Une personne souffrant d'acidocétose aura des taux beaucoup plus élevés de corps cétoniques dans le sang, ainsi qu'une glycémie élevée, une déshydratation et un déséquilibre électrolytique.

Les acides gras à longue chaîne ne peuvent pas traverser la barrière hémato-encéphalique, mais le foie peut les décomposer pour produire des cétones. Cependant, les acides gras octanoïques et heptanoïques à chaîne moyenne peuvent traverser la barrière et être utilisés par le cerveau, qui dépend normalement du glucose pour son énergie.[34][35][36]La gluconéogenèse permet à l'homme de synthétiser du glucose à partir d'acides aminés spécifiques: du squelette glycérol dans les triglycérides et, dans certains cas, des acides gras.

Métabolisme

Article principal: Métabolisme des glucides

Le métabolisme des glucides désigne les divers processus biochimiques responsables de la formation, de la dégradation et de l'interconversion des glucides dans les organismes vivants.

L'hydrate de carbone le plus important est le glucose, un sucre simple (monosaccharide) qui est métabolisé par presque tous les organismes connus. Le glucose et les autres glucides font partie d'une grande variété de voies métaboliques à travers les espèces: les plantes synthétisent des glucides à partir de dioxyde de carbone et d'eau par photosynthèse stockant l'énergie absorbée en interne, souvent sous forme d'amidon ou de lipides. Les composants des plantes sont consommés par les animaux et les champignons et utilisés comme carburant pour la respiration cellulaire.L'oxydation d'un gramme de glucides donne environ 9 kJ (4 kcal) d'énergie, alors que l'oxydation d'un gramme de lipides donne environ 38 kJ (9 kcal). Le corps humain stocke entre 300 et 500 g de glucides en fonction du poids corporel, le muscle squelettique contribuant à une grande partie du stockage.[37] L'énergie obtenue à partir du métabolisme (par exemple, l'oxydation du glucose) est habituellement stockée temporairement dans les cellules sous la forme d'ATP.[38] Organismes capables de respirer anaérobie et aérobie qui métabolisent le glucose et l'oxygène (aérobie) pour libérer de l'énergie avec du dioxyde de carbone et de l'eau en tant que sous-produits.

Catabolisme

Le catabolisme est la réaction métabolique que subissent les cellules pour décomposer les plus grosses molécules, en extrayant de l'énergie. Il existe deux voies métaboliques majeures du catabolisme des monosaccharides: la glycolyse et le cycle de l'acide citrique.

Dans la glycolyse, les oligo / polysaccharides sont d'abord clivés en monosaccharides plus petits par des enzymes appelées glycoside hydrolases. Les unités monosaccharidiques peuvent alors entrer dans le catabolisme des monosaccharides. Un investissement de 2 ATP est nécessaire dans les premières étapes de la glycolyse pour phosphoryler le glucose en 6-phosphate de glucose (G6P) et le fructose 6-phosphate (F6P) en fructose 1,6-biphosphate (FBP), poussant ainsi la réaction vers l'avant de façon irréversible.[39] Dans certains cas, comme chez les humains, tous les types d'hydrates de carbone ne sont pas utilisables car les enzymes digestives et métaboliques nécessaires ne sont pas présentes.

Chimie des glucides

La chimie des glucides est une branche importante et économiquement importante de la chimie organique. Certaines des principales réactions organiques impliquant les glucides sont:

  • Acétalisation des glucides
  • Réaction de cyanhydrine
  • Transformation de Lobry de Bruyn-van Ekenstein
  • Amadori réarrangement
  • Réaction Nef
  • Wohl dégradation
  • Réaction de Koenigs-Knorr
  • Digestion des hydrates de carbone

Voir également

  • Bioplastique
  • Fermentation
  • Glycobiologie
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