Sucre

Table des matières

Définition

nom
pluriel: sucres
sug·ar, ˈar
(1) Tout monosaccharide ou disaccharide, utilisé notamment par les organismes pour stocker de l’énergie
(2) Tout disaccharide solide cristallin sucré utilisé comme édulcorant ou conservateur

Détails

Terminologie

Le terme sucre est le terme générique pour tous les disaccharides et monosaccharides. Les sucres sont un composant structurel essentiel des cellules vivantes et une source d’énergie dans de nombreux organismes. Les sucres sont classés en fonction du nombre d’unités monomères présentes. Le terme sucres simples désigne les monosaccharides. Le terme sucre de table ou sucre granulé se réfère en fait au saccharose, qui est un disaccharide composé de deux monosaccharides: le glucose et le fructose. Le saccharose est la forme de sucre que beaucoup de gens connaissent. Il est utilisé dans la préparation des aliments, comme dans les gâteaux, les pâtisseries et les desserts. Il est également utilisé comme ingrédient dans plusieurs boissons, telles que les sodas, le café et les jus de fruits.

Aperçu

Les glucides, en particulier les polysaccharides, constituent l’un des quatre groupes principaux de biomolécules. Les autres sont des protéines, des acides aminés et des acides nucléiques. Un glucide fait référence à l’un des groupes de composés organiques constitués de carbone, d’hydrogène et d’oxygène, généralement dans un rapport de 1: 2: 1, d’où la formule générale: Cn (H2O) n. Les glucides sont les plus abondants parmi les grandes classes de biomolécules. Ils sont l’un des principaux nutriments, fournissant de l’énergie qui alimentera divers processus métaboliques.
En tant que nutriment, les glucides peuvent être classés en fonction de leur complexité structurelle: simple et complexe. Les glucides simples, parfois appelés simplement sucre, sont ceux qui sont facilement digérés et servent de source d’énergie rapide. Les glucides complexes (tels que la cellulose, l’amidon et le glycogène) sont ceux qui ont besoin de plus de temps pour être digérés et métabolisés. Ils sont souvent riches en fibres et, contrairement aux glucides simples, ils sont moins susceptibles de provoquer des pics de sucre dans le sang.

Caractéristiques du sucre

Les sucres, tout comme les autres glucides, sont des composés organiques. Un composé organique est un composé qui, en général, contient du carbone lié de manière covalente à d’autres atomes, en particulier Carbone-Carbone (C-C) et Carbone-Hydrogène (C-H). Les quatre principaux éléments qui composent les sucres et autres glucides sont le carbone, l’hydrogène, l’oxygène et l’azote. La formule chimique générale du sucre est Cn (H2O) n (ou Cn H2nOn), où n peut aller de 3 à 7. Le rapport des atomes d’hydrogène aux atomes d’oxygène est souvent de 2:1. (NB : Une exception à cette règle est le désoxyribose.) En raison de cette règle de formule chimique, les sucres et la plupart des glucides sont appelés hydrates de carbone. La plupart des sucres ont un nom qui se termine généralement par -ose. Ils peuvent contenir des groupes aldéhyde ou cétone.
Le saccharide est l’unité structurelle (monomère) des glucides. Les monomères des hydrates de carbone (c’est-à-dire les monosaccharides) peuvent se joindre pour former des chaînes plus longues. Les monosaccharides sont liés les uns aux autres (ou à un autre groupe non glucidique) par une liaison glycosidique (également appelée liaison glycosidique), un type de liaison covalente.

Classification des sucres

Le saccharide est l’unité structurelle (monomère) des glucides et les glucides peuvent être classés en monosaccharides, disaccharides, oligosaccharides et polysaccharides en fonction du nombre d’unités saccharidiques.

Le type le plus fondamental est les sucres simples appelés monosaccharides. Les monosaccharides comprennent le fructose, le galactose et le glucose. Le fructose est également appelé sucre de fruit. Il se produit naturellement dans les fruits, le sucre de canne et le miel. C’est le plus sucré parmi les sucres. Le galactose est un autre sucre simple, mais on le voit souvent lié à une autre molécule. Le glucose est la forme la plus courante de sucre simple dans le corps car il est essentiel dans diverses activités cellulaires telles que la respiration cellulaire. Chez les plantes, le glucose est le principal produit de la photosynthèse. Ces monosaccharides sont les formes les plus simples de glucides. Ils servent de monomères qui s’unissent pour former un hydrate de carbone assez complexe, par exemple des disaccharides, des oligosaccharides et des polysaccharides.

Les disaccharides sont des glucides constitués de deux monosaccharides. Des exemples sont le lactose, le maltose et le saccharose. Le sucre de table est le saccharose, qui est un disaccharide composé de glucose et de fructose. Il est couramment utilisé comme édulcorant. Il est utilisé dans les boissons et la préparation des aliments, tels que les gâteaux et les biscuits. Les sources courantes de sucre à usage commercial sont la canne à sucre et la betterave à sucre. Ces plantes sont récoltées pour fabriquer du sucre raffiné.

Sucres alimentaires

Les sources alimentaires de sucres proviennent principalement de plantes, en particulier de la canne à sucre et de la betterave à sucre. Certaines des sources alimentaires courantes de sucres des fruits sont les pommes, les bananes, les raisins, les oranges, les pêches, les poires, les ananas, les fraises et les prunes. Dans les légumes, les sources les plus courantes comprennent les cannes à sucre, les betteraves à sucre, les carottes, les ignames et les patates douces. La canne à sucre et la betterave à sucre sont les deux principales sources de sucre vendues sur le marché.
Le sucre commercialisé est principalement le saccharose. La cassonade est d’environ 97% de glucides. Il contient de la mélasse et, en tant que tel, est de couleur claire ou foncée et plus riche en saveur que le sucre blanc. Le sucre granulé blanc contient 99,9% de glucides. C’est le sucre de table commun utilisé comme édulcorant à la maison. Les édulcorants artificiels sont souvent composés de maltodextrine polysaccharidique synthétique et d’autres édulcorants.
Une consommation excessive de sucre est liée au diabète, à l’obésité, à la carie dentaire et aux maladies cardiovasculaires.

Importance biologique des sucres

Formation de polymères
Les sucres simples, en particulier les monosaccharides, peuvent créer des polymères naturels. Les oligosaccharides, par exemple, sont des polymères composés de jusqu’à dix sucres simples. Les exemples sont le raffinose, le maltotriose et le maltotétraose. Les polysaccharides sont des polymères plus longs. Ils sont constitués de plusieurs unités saccharidiques (d’où le nom de poly). Des exemples sont l’amidon, la cellulose et le glycogène.
Composant structurel
Les sucres sont un composant structurel important de divers matériaux biologiques. Par exemple, les acides nucléiques, tels que l’ARN et l’ADN, ont un composant en sucre, c’est-à-dire le ribose et le désoxyribose, respectivement. De nombreuses autres molécules biologiques contiennent des composants en sucre, par exemple des glycoprotéines, des glycolipides, des protéoglycanes, qui à leur tour jouent un rôle vital, par exemple dans la réponse immunitaire, la détoxification, la coagulation du sang, la fécondation, la reconnaissance biologique, etc.
Source de nutrition et d’énergie pour le métabolisme
Les sucres sont un nutriment majeur. Ils sont l’un des principaux besoins alimentaires de nombreux organismes vivants car ils fournissent à l’organisme une source d’énergie chimique. Les sucres simples, puisqu’ils sont sous une forme facilement et facilement digestibles, fournissent aux organismes un composé d’où le combustible énergétique peut être facilement et facilement dérivé. Les glucides complexes, en revanche, ont besoin de plus de temps pour être digérés et métabolisés.
L’ATP est une énergie chimique produite par une série de processus métaboliques dans la respiration cellulaire. En bref, le glucose (un monosaccharide) est « baratté” pour extraire de l’énergie, principalement, sous forme d’ATP. Premièrement, une série de réactions conduit à la conversion du glucose en pyruvate. Ensuite, il utilise du pyruvate, le convertissant en acétylcoenzyme A pour oxydation via une réaction cyclique enzymatique appelée cycle de Krebs. Enfin, une cascade de réactions (réactions redox) impliquant la chaîne de transport des électrons conduit à la production de plus d’ATP (via la chimiosmose).1 Les molécules de glucose utilisées dans la glycolyse sont dérivées d’un régime contenant des glucides. Les glucides complexes sont décomposés en monosaccharides plus simples, tels que le glucose, par digestion.
Stockage d’énergie
Les monosaccharides, lorsqu’ils ne sont pas encore nécessaires, peuvent être stockés pour une utilisation ultérieure. Ils peuvent être convertis en polysaccharides riches en énergie, en particulier en amidon chez les plantes et en glycogène chez les animaux. Chez les plantes, l’amidon est abondant dans les amyloplastes à l’intérieur des cellules de divers organes végétaux, par exemple les fruits, les graines, les rhizomes et les tubercules. Chez les animaux, le glycogène est stocké dans le foie et dans les cellules musculaires.

Réactions biologiques courantes

Les plantes et autres photoautotrophes produisent du glucose par photosynthèse. Utiliser du dioxyde de carbone, de l’eau, des sels inorganiques et de l’énergie lumineuse (provenant de la lumière du soleil) capturée par des pigments absorbant la lumière, tels que la chlorophylle et d’autres pigments accessoires pour produire des glucides (par exemple du glucose), de l’eau et des molécules d’oxygène.

Les monosaccharides forment des disaccharides et d’autres polymères en se joignant via des liaisons glycosidiques. Le processus est la déshydratation car l’assemblage des monosaccharides entraîne la libération d’eau en tant que sous-produit.

Le processus dans lequel les glucides complexes sont dégradés en formes plus simples, telles que le glucose, est appelé saccharification. Cela implique une hydrolyse. Chez l’homme et d’autres animaux supérieurs, cela implique une action enzymatique. Dans la bouche, les glucides complexes contenant du glucose sont décomposés en formes plus simples par l’action de l’amylase salivaire. Dans l’intestin grêle, la digestion des glucides complexes se poursuit. Des enzymes telles que la maltase, la lactase et la sucrase décomposent les disaccharides en constituants monosaccharidiques. Les glucosidases sont un autre groupe d’enzymes qui catalysent l’élimination du glucose terminal d’un polysaccharide composé principalement de longues chaînes de glucose.

Les monosaccharides des glucides digérés sont absorbés par les cellules épithéliales de l’intestin grêle. Les cellules les récupèrent de la lumière intestinale par le système symport ion-glucose sodique (via des transporteurs de glucose ou une surabondance). Les surabondances sont des protéines facilitant le transport des monosaccharides, tels que le glucose, dans la cellule. Ensuite, ils sont libérés dans les capillaires par diffusion facilitée. Les cellules des tissus les récupèrent de la circulation sanguine via des surabondances. Lorsqu’il est à l’intérieur de la cellule, le glucose est phosphorylé pour le piéger à l’intérieur de la cellule. Comme effet, le glucose-6-phosphate peut être utilisé dans l’une des voies métaboliques suivantes: (1) la glycolyse, pour synthétiser l’énergie chimique, (2) la glycogenèse, où le glucose est amené au foie via la veine porte pour être stocké sous forme de glycogène cellulaire, ou (3) la voie du pentose phosphate pour former le NADPH pour la synthèse des lipides et les pentoses pour la synthèse des acides nucléiques.

La glycolyse est le processus initial de respiration aérobie qui se produit dans le cytosol. Dans cette voie métabolique, une série de réactions dans le cytosol entraîne la conversion d’un monosaccharide, souvent du glucose, en pyruvate, et la production concomitante d’une quantité relativement faible de biomolécules à haute énergie, telles que les ATP. Le NADH, molécule porteuse d’électrons, est également produit. En présence d’oxygène, le processus peut procéder au cycle de Krebs et à la phosphorylation oxydative, produisant plus d’ATP. En l’absence d’oxygène, une respiration anaérobie a lieu.

La gluconéogenèse semble être l’inverse de la glycolyse en ce sens que le glucose est converti en pyruvate alors que dans la gluconéogenèse, le pyruvate est converti en glucose. Le glucose est formé à partir de précurseurs non glucidiques (par exemple pyruvate, lactate, glycérol, acides aminés glucogènes). Le glucose est formé à partir de l’hydrolyse du glucose-6-phosphate par l’enzyme glucose-6-phosphatase. Il est ensuite acheminé du réticulum endoplasmique vers le cytoplasme.

La glycogenèse est le processus métabolique de production de glycogène à partir du glucose pour le stockage. Il se produit principalement dans les cellules hépatiques et musculaires. Il se produit en réponse à un taux de glucose élevé dans la circulation sanguine. Les molécules de glucose exogènes, par exemple, sont converties en polymères longs pour être stockées à l’intérieur des cellules. Lorsque le corps a besoin d’énergie métabolique, le glycogène est décomposé en sous-unités de glucose par le processus de glycogénolyse. Ainsi, la glycogenèse est le processus inverse de la glycogénolyse.

La glycogénolyse est le processus de décomposition du glycogène stocké dans le foie. Cela produit du glucose qui pourrait être utilisé dans le métabolisme énergétique. Une seule molécule de glucose est coupée du glycogène stocké. Il est ensuite converti en glucose-1-phosphate. Ce dernier, à son tour, est transformé en glucose-6-phosphate qui peut entrer dans la glycolyse.

C’est une voie métabolique du glucose dans laquelle les pentoses et le NADPH sont synthétisés dans le cytosol. La voie du pentose phosphate sert de voie métabolique alternative dans la dégradation du glucose. Chez les animaux, il se produit dans le foie, le cortex surrénalien, les tissus adipeux, les testicules, etc. Cette voie est la principale voie métabolique chez les neutrophiles. Ainsi, une déficience congénitale de la voie produit une sensibilité à l’infection. Chez les plantes, une partie de la voie fonctionne dans la formation d’hexoses à partir du dioxyde de carbone lors de la photosynthèse.

Dans cette voie métabolique, le fructose, au lieu du glucose, entre dans la glycolyse. Le fructose, cependant, doit passer par certaines étapes avant de pouvoir entrer en glycolyse. Chez les animaux, le métabolisme du fructose se produit dans les muscles, les tissus adipeux et les reins.

Le galactose est dérivé du lactose (sucre du lait composé d’une molécule de glucose et d’une molécule de galactose). Dans cette voie métabolique, le galactose entre dans la glycolyse en étant d’abord phosphorylé via l’enzyme galactokinase, puis converti en glucose-6-phosphate.

Il devrait y avoir une assimilation et un catabolisme appropriés du sucre pour assurer un bon métabolisme. Les niveaux de glucose, par exemple, doivent être régulés et maintenus à des niveaux stables. Chez l’homme, la régulation du taux de glucose dans le sang se fait par l’action des hormones, de l’insuline et du glucagon. Ces hormones sont produites et libérées par les cellules pancréatiques. Lorsque le taux de glucose dans le sang est faible, le pancréas a tendance à libérer du glucagon. Mais lorsque le taux de glucose dans le sang est élevé, le pancréas libère de l’insuline. En effet, le glucagon agit en stimulant la production de sucre. Il stimule la conversion du glycogène stocké dans le foie en glucose qui sera libéré dans la circulation sanguine. L’insuline, d’autre part, favorise l’absorption du glucose de la circulation sanguine par les cellules musculaires squelettiques et les tissus adipeux, de sorte que le glucose puisse être converti et stocké en glycogène par le processus de glycogénolyse.

Supplémentaire

Étymologie

  • « shaker” arabe et persan

Termes dérivés

  • Sucre de hêtre
  • Sucre de betterave
  • Sucre de cerveau
  • Sucre désoxy
  • Sucre de raisin
  • Sucre inverti
  • Sucre de malt
  • Sucre d’huile
  • Sucre simple
  • Sucre alcool
  • Sucre de bois

Pour en savoir plus

Voir aussi

  • biomolécule
  • nutrition
  • photosynthesis
  • monosaccharide
  • disaccharide
  • carbohydrate

Reference

  1. Gonzaga, M. V. Mitochondrial DNA – hallmark of psychological stress – Biology Blog & Dictionary Online. (2018, September 29). Retrieved from ://www.biologyonline.com/adn-mitochondrial-caractéristique-du-stress-psychologique /Lien

Notes

Vous trouverez plus d’informations sur les glucides et leur rôle dans notre alimentation dans le tutoriel de biologie du développement sur une alimentation équilibrée. https://www.biologyonline.com/7/8-balanced-diet.htm

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