Types de sucre: monosaccharides (sucres simples)

Monosaccharides – Sucres simples

Les monosaccharides (Gk. Mono- = simple, saccharide = sucre) n’ont qu’une seule unité de sucre dans leur structure. Ils sont appelés sucres simples , car ils ne peuvent pas être divisés en substances qui auraient encore les caractéristiques d’un sucre. Les unités monosaccharidiques peuvent se combiner pour former des disaccharides (contenant deux unités de sucre) ou des polysaccharides sous forme d’amidon (contenant plusieurs unités de sucre).

Les monosaccharides les plus importants dans le corps humain sont le glucose, le ribose et le désoxyribose . D’autres monosaccharides, utilisés par l’homme principalement comme nutriments sont le fructose, le galactose, le mannose et le tagatose .

Les monosaccharides sont constitués de carbone, d’hydrogène et d’oxygène et sont organisés en groupes en fonction du nombre d’atomes de carbone dans leurs molécules, tels que les trioses contenant trois atomes de carbone, les tétroses quatre, les pentoses (par exemple le ribose, le désoxyribose) cinq et les hexoses (par exemple le glucose , fructose) six atomes de carbone.

Liste détaillée des monosaccharides

A. Glucose

Le glucose ( photo 1 ) est le monosaccharide le plus important trouvé dans le corps humain et est la principale source d’énergie pour les humains et les animaux. Il est également connu sous le nom de sucre de raisin, de sucre de maïs, de sucre d’amidon et de sucre dans le sang . C’est un sucre à six carbones (hexose). La formule empirique du glucose est C6H12O6 .

Image 1. Glucose, formule développée

Synthèse du glucose dans les plantes

Les plantes à l’aide de chlorophylle (un pigment vert) produisent du sucre. Les plantes et certains organismes possédant une chlorophylle sont les seuls êtres vivants qui peuvent produire du glucose à partir d’éléments simples (carbone, hydrogène et oxygène) en utilisant l’énergie solaire par le biais d’un processus connu sous le nom de photosynthèse. Ce sucre est stocké dans les plantes sous forme de monosaccharides, de disaccharides (par exemple saccharose, maltose) ou de glucides complexes tels que l’amidon ou la cellulose. Les animaux et les humains consomment de l’amidon (les animaux comme les bovins consomment également de la cellulose) et, par sa dégradation enzymatique ou son hydrolyse, obtiennent du glucose qui est absorbé de leurs intestins dans le sang, puis principalement utilisé comme source d’énergie.

Sources naturelles de glucose

Le glucose, qui peut être utilisé par l’homme, se trouve généralement dans les fruits, les légumes, le miel et l’amidon . Le sucre de table ou saccharose est composé de molécules de glucose et de fructose. Le glucose est également un composant d’autres disaccharides majeurs tels que le lactose et le maltose.

Production artificielle de glucose

Le glucose est produit commercialement à partir de l’hydrolyse de l’amidon de maïs, du riz, du blé, de la pomme de terre, du manioc, de l’arrow-root, du sagou, etc.

Glucose, créé dans le corps humain

Le glucose dans le corps humain peut également être synthétisé à partir d’hydrates de carbone non glucidiques tels que les graisses, les acides carboxyliques et les acides aminés en se convertissant d’abord en acétyl CoA ou en acide pyruvique au cours du processus connu sous le nom de gluconéogenèse . Cela se produit principalement dans le foie et dans une certaine mesure dans le cortex rénal.

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Le glucose est un composant naturel du sang humain.

Absorption du glucose par l’intestin

Le glucose est absorbé de l’intestin grêle humain dans le sang à l’aide de deux transporteurs, SGLT-1 et GLUT-2. Le transporteur dépendant du sodium SGLT-1 est responsable du transport actif du glucose avec une quantité équimolaire de sodium contre un gradient de concentration à travers le côté alimentaire de la muqueuse épithéliale dans la petite cellule intestinale. De là, le glucose est pompé sur le côté sanguin des cellules intestinales par le transporteur GLUT-2, puis diffusé vers le sang capillaire.

Les autres transporteurs impliqués dans l’absorption du glucose sont:

  • GLUT1- dans les muscles, le cerveau, les reins et le côlon
  • GLUT2-dans les cellules bêta du foie et du pancréas
  • GLUT3- dans le cerveau
  • GLUT4- dans les muscles squelettiques et le tissu adipeux

Absorption des sucres simples – Monosaccharides
Absorption du glucose – Détaillée

L’absorption du glucose peut diminuer après l’ablation chirurgicale d’une partie de l’estomac ou de l’intestin grêle. L’absorption du sucre augmente en cas d’hypothermie (diminution de la température corporelle), d’hyperphagie («suralimentation»), de grossesse, d’allaitement (production de lait chez la femme) et de consommation chronique de régimes riches en glucides. L’absorption du glucose peut être différente à différentes heures quotidiennes. En savoir plus sur les facteurs influençant l’absorption intestinale du sucre (article de recherche).

Métabolisme du glucose

Une fois mises en circulation, les molécules de glucose sont absorbées par les cellules du corps à l’aide d’une hormone pancréatique, l’ insuline . L’insuline diminue donc le taux sanguin de glucose. Les autres hormones influençant le taux de glucose dans le sérum sont:

  • Le glucagon est activé par un faible taux de glucose dans le sang (pendant l’exercice, entre les repas) et provoque une dégradation de la production de glycogène et de glucose dans le foie – augmentant ainsi la glycémie.
  • L’épinéphrine ( adrénaline – une hormone du stress) augmente rapidement le taux sérique de glucose.
  • Le cortisol (une autre hormone du stress) favorise la dégradation des protéines qui produisent des acides aminés qui peuvent être utilisés dans la synthèse du glucose (gluconéogenèse) – augmentant ainsi la glycémie.
  • L’hormone de croissance augmente également le taux de glucose sérique.

Les niveaux normaux de glucose dans le sang se situent entre 4,5 et 5,5 mmol / l (80-100 mg par 100 ml). Lorsqu’il augmente au-dessus de cette plage, le glucose est converti en glycogène et stocké dans le foie et les muscles. L’excès de glucose est converti en glycogène qui est à nouveau décomposé en glucose (glycogénolyse) lorsque cela est nécessaire pour l’énergie.

Une fois à l’intérieur de la cellule , le glucose est brûlé pour libérer de la chaleur et de l’ATP – les molécules d’énergie. Le glucose peut être décomposé en présence d’oxygène (processus aérobie) ou sans oxygène (processus anaérobie). Le glucose, lorsqu’il est oxydé (métabolisé par voie aérobie) pendant la respiration cellulaire, libère de l’énergie avec production de dioxyde de carbone et d’eau à raison de 3,9 kcal par g, ou 686 kcal par gramme-mol, ou 16 kilojoules par gramme.

Si aucun glucose n’est disponible pour la production d’énergie comme dans la famine, le corps synthétise le glucose à partir d’acides carboxyliques, de graisses et d’acides aminés par un processus connu sous le nom de gluconéogenèse. Le glucose est converti en glycogène et stocké dans le foie, qui peut être converti en glucose si nécessaire. L’excès de glucose restant en circulation après la limite de saturation en glycogène, le surplus est converti en acides gras et en glycérol qui sont stockés sous forme de triglycérides (graisse) dans les tissus adipeux, les muscles et le foie.

Index glycémique (IG)

L’IG est une mesure de la réponse glycémique relative aux aliments contenant des glucides.

  • Valeur IG élevée – 70 ou plus.
  • Valeur IG moyenne – 56 à 69 inclus.
  • Valeur IG faible – 55 ou moins.

Tableau international des valeurs d’indice glycémique / de charge –
Indice glycémique 2008 des aliments pour diabétiques

Utilisations médicales du glucose

Le glucose en tant que nutriment médical peut être administré:

  • pour le traitement de l’hypoglycémie, du coma diabétique et du choc – lorsqu’il est administré par voie intraveineuse
  • pour la thérapie de réhydratation orale.
  • pour la nutrition parentérale – postopératoire et pendant la récupération
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Troubles liés au glucose

  • Diabète sucré de type I et II, diabète gestationnel et pré-diabète.
  • Hypoglycémie
  • Hyperglycémie non liée au diabète sucré – due à des troubles endocriniens tels que la thyrotoxicose, l’acromégalie, le syndrome de Cushing, etc.
  • Glycosurie
  • Caries dentaires
  • Obésité
  • L’intolérance au glucose en tant que trouble génétique. En savoir plus ici (le lien ne fonctionne pas)

B. Fructose

Un autre monosaccharide naturel important trouvé dans la nutrition humaine est le fructose. C’est un sucre cétohexose communément appelé sucre de fruit ou lévulose . La formule empirique est C6H12O6.

Sources naturelles de fructose

Le fructose est disponible naturellement à partir du miel, des fruits tels que les pommes, les poires, les raisins, la pêche, la banane, l’abricot, les baies, les fruits et légumes secs tels que les melons, les betteraves, les patates douces, le maïs doux, la carotte, le poivron rouge, l’oignon, l’igname, le sucre canne, betterave à sucre, saccharose, etc.

  • Plus hygroscopique et 1,73 fois plus sucré que le saccharose.

Production de fructose

La production commerciale de fructose est à partir d’amidon de maïs par conversion enzymatique de glucose ou par hydrolyse enzymatique de saccharose.

Création de fructose dans le corps humain

Le corps peut produire du fructose en métabolisant le saccharose.

Absorption du fructose de l’intestin

Les humains ne peuvent absorber qu’une quantité limitée de fructose. Même une personne normale ne peut absorber que 25 à 50 g / portion et le seuil est encore plus faible chez les personnes souffrant de malabsorption du fructose à aussi peu que 1 g par portion.

La présence de glucose en rapport équimolaire ou avec plus de glucose améliore l’absorption du fructose de l’intestin grêle. Ceci est particulièrement important pour les personnes souffrant de malabsorption du fructose.

Le fructose ne nécessite aucune enzyme pour être absorbé dans le corps. Il est transporté dans les petites cellules intestinales à l’aide de la protéine de transport GLUT-5 et de là transporté dans le sang à travers la petite membrane basale intestinale à l’aide du transporteur GLUT-2.

Métabolisme du fructose

Le fructose est rapidement métabolisé dans le foie. Les enzymes impliquées sont la fructokinase et l’aldolase b. Les triglycérides sont les principaux produits du métabolisme du fructose. Contrairement au glucose, le fructose peut pénétrer dans n’importe quelle cellule du corps humain sans l’aide de l’hormone insuline.

Métabolisme du fructose, du glucose et du galactose – Détails

Troubles liés au fructose

La malabsorption du fructose est une incapacité d’absorption d’au moins 25 g de fructose par portion en raison d’une carence en transporteurs d’hexose GLUT-5 ou GLUT-2. Le désordre peut fonctionner dans les familles, mais la cause exacte n’est pas connue.

L’intolérance héréditaire au fructose (HFI)  est une forte réaction corporelle même à de petites quantités de fructose. Cette maladie génétique rare est due à un manque d’enzyme dans la foie-aldolase b.

Utilisations du fructose

son utilisation principale est comme édulcorant dans la confiserie et la pâtisserie. Il augmente la durée de conservation des produits de boulangerie et améliore l’arôme et a un effet brunissant.

C. Galactose

Le galactose est un autre monosaccharide important pour les humains et c’est un élément de base de la vie. La formule empirique du galactose est C6H12O6 et c’est un épimère du glucose. Le galactose est également appelé sucre cérébral . Le galactose est moins sucré que le glucose et a un indice glycémique inférieur de 20 à 24.

Sources naturelles de galactose

Le galactose fait partie du sucre du lait ou du lactose en association avec le glucose. On le voit naturellement dans le lait et autres produits laitiers, le mucilage et la betterave à sucre ainsi que dans le corps humain.

Sources artificielles de galactose

Le galactose est fabriqué par hydrolyse enzymatique du lactose ou des hémicelluloses à l’aide de l’enzyme bêta galactosidase.

Création de galactose dans le corps humain

Pendant la lactation, le corps convertit le glucose en galactose dans les glandes mammaires pour produire du lactose dans le lait maternel.

Absorption du galactose dans l’intestin

Le galactose est absorbé par l’intestin grêle à l’aide du transporteur d’hexose GLUT-2.

Métabolisme du galactose

Le galactose est métabolisé dans le foie. Il est converti en glucose pour être utilisé pour la production d’énergie. Ceci est réalisé à l’aide de l’enzyme galactokinase et de la galactose-1-phosphate uridyltransférase.

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Troubles liés au galactose

  • Intolérance au galactose
  • Galactosémie

D. Mannose

Le mannose est un monosaccharide avec la même formule empirique que le glucose.

Sources naturelles de mannose

Le mannose se trouve naturellement dans les sécrétions de certains arbres et arbustes. Il est également présent dans le jus de canneberge. Le D-mannose est présent dans l’Aloe Vera, le fenugrec, les groseilles noires ou rouges, les groseilles à maquereau, les haricots verts, le poivron (poivre de Cayenne), le chou, l’aubergine, les tomates, les navets, les champignons shiitake et le varech.

Production de mannose

Le manose est fabriqué par oxydation du mannitol.

Rôle du mannose dans le corps

Le mannose peut être trouvé dans la plupart des cellules du corps et il est important pour la myélinisation nerveuse.

Métabolisme du mannose

Le mannose est d’abord converti en fructose, puis en glucose pour être métabolisé pour la production d’énergie dans le foie.

Troubles liés au mannose

Déficit en MBL (déficit en lectine de liaison au mannose)

E. Tagatose

Le tagatose est un sucre simple avec une structure similaire au fructose et une texture similaire au saccharose. Il a un indice glycémique très bas, 1,5 kcal / g. qui le qualifie pour être utilisé dans un régime diabétique et un régime pauvre en glucides.

Sources de tagatose

Le tagatose est naturellement présent en très petites quantités dans les produits laitiers tels que le lait, le fromage et le yaourt. Il est fabriqué dans le commerce à partir de lactose.

Absorption du tagatose dans l’intestin

Le corps n’absorbe que 15 à 20% du tagatose consommé dans l’intestin grêle et le reste est fermenté dans le côlon. Le métabolisme du tagatose est similaire à celui du fructose.

Utilisations du tagatose

  • Potentiel d’utilisation dans les médicaments antidiabétiques / compléments alimentaires en raison d’une faible valeur calorique
  • Potentiel d’être utilisé comme médicament anti-obésité / complément alimentaire car il a la capacité d’augmenter le cholestérol HDL.
  • Perspective d’être utilisé dans les dentifrices car il est sans danger pour les dents.

Tagatose comme médicament antidiabétique et de lutte contre l’obésité (nih.gov)

F. Ribose et désoxyribose

Le ribose et le désoxyribose sont des éléments constitutifs des acides nucléiques (ARN et ADN) présents dans les cellules.

Ribose

  • Le ribose est un sucre pentose (contient 5 atomes de carbone). C’est l’unité de sucre dans l’ ARN ou l’acide nucléique ribose, qui est importante pour la production de protéines et joue également un rôle important dans le transfert des codes génétiques.
  • Le sucre ribose se combine avec des bases puriques ou pyramidales et l’acide phosphorique pour former de l’ARN.
  • Il produit une molécule d’énergie importante en combinaison avec une base d’adénine pour former de l’ATP ou de l’adénosine triphosphate.
  • Le sucre ribose est un composant de plusieurs coenzymes et vitamines.

Désoxyribose

Le sucre désoxyribose est l’unité de base de l’ ADN ou de l’acide nucléique désoxyribose, qui est le vecteur de l’information génétique dans les chromosomes. La formule empirique de ce monosaccharide est C5H10O4 . C’est aussi un sucre pentose. Ce sucre est présent dans le cytoplasme et le noyau des cellules.

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ADN

Index glycémique de certains sucres

Du sucre Index glycémique
Fructose 19
Glucose 100
Glucose consommé avec 15-20 grammes de fibres 57-85
Glucose consommé avec des protéines et des graisses 56
Mon chéri 55
Lactose 46
Saccharose (sucre de table granulé) 68

Tableau 1 . Index glycémique des principaux monosaccharides et disaccharides

Sucres comparés à la douceur

Image 3 . Les sucres comparés à la douceur

Indice de douceur

DU SUCRE DOUCEUR RELATIVE AUTRE NOM
Saccharose 1 Du sucre
Glucose 0,7 Sucre de raisin
Fructose 1.1 Sucre de fruit
Lactose 0,4 Sucre de lait
Maltose 0,5 Sucre de malt
Sorbitol 0,5

Tableau 2. Comparaison de la douceur de divers sucres (source: healthyeatingclub.com)

Index glycémique de certains sucres

Du sucre Index glycémique
Fructose 19
Glucose 100
Glucose consommé avec 15-20 grammes de fibres 57-85
Glucose consommé avec des protéines et des graisses 56
Mon chéri 55
Lactose 46
Saccharose (sucre de table granulé) 68

Liste détaillée des sucres et édulcorants
Tableaux des aliments glucidiques

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