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• Prévention

Le glycogène est un glucide «disponible» dans le corps humain, appartenant à la classe des polysaccharides.

Parfois, il est appelé à tort le terme "glucogène". Il est important de ne pas confondre les deux noms, car le deuxième terme est une hormone protéique antagoniste de l'insuline produite dans le pancréas.

Qu'est-ce que le glycogène?

À presque chaque repas, le corps reçoit des glucides qui pénètrent dans le sang sous forme de glucose. Mais parfois, sa quantité dépasse les besoins de l'organisme, puis les excès de glucose s'accumulent sous forme de glycogène qui, si nécessaire, divise et enrichit le corps en énergie supplémentaire.

Où sont stockés les stocks

Les réserves de glycogène sous la forme de plus petits granules sont stockées dans le foie et les tissus musculaires. En outre, ce polysaccharide se trouve dans les cellules du système nerveux, des reins, de l'aorte, de l'épithélium, du cerveau, dans des tissus embryonnaires et dans la membrane muqueuse de l'utérus. Dans le corps d'un adulte en bonne santé, il y a habituellement environ 400 grammes de substance. Mais, à propos, avec un effort physique accru, le corps utilise principalement le glycogène musculaire. Par conséquent, les bodybuilders environ 2 heures avant un entraînement devraient également se saturer avec des aliments riches en glucides afin de restaurer les réserves de la substance.

Propriétés biochimiques

Les chimistes appellent un polysaccharide de formule (C6H10O5) n glycogène. Un autre nom pour cette substance est l'amidon d'origine animale. Bien que le glycogène soit stocké dans des cellules animales, ce nom n’est pas tout à fait correct. Le physiologiste français Bernard a découvert la substance. Il y a près de 160 ans, un scientifique a découvert pour la première fois des glucides «de réserve» dans les cellules du foie.

Les glucides "de rechange" sont stockés dans le cytoplasme des cellules. Mais si le corps ressent un manque soudain de glucose, du glycogène est libéré et pénètre dans le sang. Mais, fait intéressant, seul le polysaccharide accumulé dans le foie (hépatocide) peut se transformer en glucose, lequel est capable de saturer l'organisme «affamé». Les réserves de glycogène dans la glande peuvent atteindre 5% de sa masse et dans l'organisme adulte entre 100 et 120 g. Leur concentration maximale en hépatocides atteint environ une heure et demie après le repas, saturée de glucides (confiserie, farine, féculents).

En tant que partie du muscle, le polysaccharide ne prend pas plus de 1-2% en poids du tissu. Mais, étant donné la surface musculaire totale, il apparaît clairement que les "dépôts" de glycogène dans les muscles dépassent les réserves de la substance dans le foie. En outre, de petites quantités de glucides se trouvent dans les reins, les cellules gliales du cerveau et dans les leucocytes (globules blancs). Ainsi, les réserves totales de glycogène dans le corps d'un adulte peuvent atteindre presque un demi-kilogramme.

Fait intéressant, le saccharide «disponible» se trouve dans les cellules de certaines plantes, dans les champignons (levures) et les bactéries.

Le rôle du glycogène

Généralement, le glycogène est concentré dans les cellules du foie et des muscles. Et il faut comprendre que ces deux sources d’énergie de réserve ont des fonctions différentes. Un polysaccharide du foie fournit du glucose au corps dans son ensemble. Cela est responsable de la stabilité du taux de sucre dans le sang. Avec une activité excessive ou entre les repas, la glycémie diminue. Et afin d'éviter l'hypoglycémie, le glycogène contenu dans les cellules du foie se scinde et pénètre dans la circulation sanguine, nivelant l'indice de glucose. La fonction régulatrice du foie à cet égard ne doit pas être sous-estimée, car une modification du taux de sucre dans n'importe quelle direction est lourde de problèmes graves, voire mortels.

Des réserves musculaires sont nécessaires pour maintenir le fonctionnement du système musculo-squelettique. Le cœur est aussi un muscle avec des réserves de glycogène. Sachant cela, il devient clair pourquoi la plupart des gens souffrent de famine ou d'anorexie et de problèmes cardiaques à long terme.

Mais si l'excès de glucose peut être déposé sous forme de glycogène, la question qui se pose est alors posée: «Pourquoi les aliments glucidiques sont-ils déposés sur le corps par une couche adipeuse?». C'est aussi une explication. Les stocks de glycogène dans le corps ne sont pas sans dimension. À faible activité physique, les stocks d’amidon n’ayant pas le temps de dépenser, le glucose s’accumule sous une autre forme - sous forme de lipides sous la peau.

En outre, le glycogène est nécessaire pour le catabolisme des glucides complexes, est impliqué dans les processus métaboliques dans le corps.

La synthèse

Le glycogène est une réserve d'énergie stratégique synthétisée dans le corps à partir de glucides.

Premièrement, le corps utilise les hydrates de carbone obtenus à des fins stratégiques et fait le reste «un jour de pluie». Le manque d'énergie est la raison de la dégradation du glycogène en état de glucose.

La synthèse d'une substance est régulée par les hormones et le système nerveux. Ce processus, en particulier dans les muscles, "commence" l'adrénaline. Et le fractionnement de l'amidon animal dans le foie active l'hormone glucagon (produite par le pancréas lors du jeûne). L’hormone insuline est responsable de la synthèse des glucides «de réserve». Le processus comprend plusieurs étapes et se déroule exclusivement pendant le repas.

Glycogénose et autres troubles

Mais dans certains cas, le fractionnement du glycogène n'a pas lieu. En conséquence, le glycogène s'accumule dans les cellules de tous les organes et tissus. Une telle violation est généralement observée chez les personnes atteintes de troubles génétiques (dysfonctionnement des enzymes nécessaires à la dégradation de la substance). Cette condition s'appelle le terme glycogénose et renvoie à la liste des pathologies autosomiques récessives. Aujourd'hui, 12 types de cette maladie sont connus en médecine, mais jusqu'à présent, seule la moitié d'entre eux sont suffisamment étudiés.

Mais ce n'est pas la seule pathologie associée à l'amidon animal. Les maladies liées au glycogène comprennent également la glycogénose, un trouble accompagné de l’absence totale de l’enzyme responsable de la synthèse du glycogène. Symptômes de la maladie - hypoglycémie et convulsions prononcées. La présence de glycogénose est déterminée par biopsie du foie.

Le corps a besoin de glycogène

Glycogène, en tant que réserve d’énergie, il est important de le restaurer régulièrement. Alors, au moins, disent les scientifiques. Une activité physique accrue peut entraîner un épuisement total des réserves de glucides dans le foie et les muscles, ce qui affectera l'activité vitale et les performances humaines. À la suite d’un régime long et sans glucides, les réserves de glycogène dans le foie diminuent à près de zéro. Les réserves musculaires sont épuisées pendant l'entraînement en force intense.

La dose quotidienne minimale de glycogène est de 100 g ou plus. Mais ce chiffre est important pour augmenter lorsque:

• effort physique intense;
• activité mentale accrue;
• après les régimes "affamés".

Au contraire, la prudence dans les aliments riches en glycogène devrait être prise par les personnes souffrant de dysfonctionnement du foie, manque d'enzymes. En outre, une alimentation riche en glucose réduit l'utilisation de glycogène.

Nourriture pour l'accumulation de glycogène

Selon les chercheurs, pour une accumulation adéquate de glycogène, environ 65% des calories que le corps devrait recevoir des aliments glucidiques. En particulier, pour reconstituer le stock d'amidon animal, il est important d'introduire dans l'alimentation les produits de boulangerie, les céréales, les céréales, les fruits et les légumes divers.

Les meilleures sources de glycogène: sucre, miel, chocolat, marmelade, confiture, dattes, raisins secs, figues, bananes, pastèque, kaki, pâtisseries sucrées, jus de fruits.

L'effet du glycogène sur le poids corporel

Les scientifiques ont déterminé qu'environ 400 grammes de glycogène peuvent s'accumuler dans un organisme adulte. Mais les scientifiques ont également déterminé que chaque gramme de glucose de réserve lie environ 4 grammes d'eau. Il s'avère donc que 400 g de polysaccharide correspondent à environ 2 kg de solution aqueuse glycogénique. Cela explique la transpiration excessive pendant l'exercice: le corps consomme du glycogène et perd en même temps 4 fois plus de liquide.

Cette propriété du glycogène explique le résultat rapide des régimes express pour la perte de poids. Les régimes glucidiques provoquent une consommation intensive de glycogène et, par conséquent, de fluides corporels. Comme vous le savez, un litre d’eau équivaut à 1 kg de poids. Mais dès qu'une personne retrouve un régime normal avec une teneur en glucides, les réserves d'amidon d'origine animale sont restaurées et, avec elles, le liquide perdu pendant la période de régime. C'est la raison des résultats à court terme de la perte de poids express.

Pour une perte de poids vraiment efficace, les médecins conseillent non seulement de réviser le régime alimentaire (pour privilégier les protéines), mais également d'augmenter l'effort physique, ce qui conduit à une consommation rapide de glycogène. A propos, les chercheurs ont calculé que 2 à 8 minutes d’entraînement cardiovasculaire intensif suffisent pour utiliser les réserves de glycogène et perdre du poids. Mais cette formule ne convient que pour les personnes n'ayant pas de problèmes cardiaques.

Déficit et surplus: comment déterminer

Un organisme dans lequel un excès de glycogène est contenu est le plus susceptible de le signaler par une coagulation du sang et une insuffisance hépatique. Les personnes ayant des stocks excessifs de ce polysaccharide ont également un dysfonctionnement de l'intestin et leur poids corporel augmente.

Mais le manque de glycogène ne passe pas pour le corps sans laisser de trace. Le manque d'amidon d'origine animale peut provoquer des troubles émotionnels et mentaux. Apparaître apathie, état dépressif. Vous pouvez également penser à l'épuisement des réserves d'énergie chez les personnes immunodéprimées, à la mémoire défaillante et après une forte perte de masse musculaire.

Le glycogène est une source d'énergie de réserve importante pour le corps. Son inconvénient n'est pas seulement une diminution du tonus et une diminution des forces vitales. La carence de la substance affectera la qualité des cheveux, de la peau. Et même la perte de brillance dans les yeux est également le résultat d'un manque de glycogène. Si vous avez remarqué les symptômes d'un manque de polysaccharide, il est temps de penser à améliorer votre alimentation.

Glycogène

La résistance de notre corps à des conditions environnementales défavorables est due à sa capacité à stocker rapidement les éléments nutritifs. Le glycogène, un polysaccharide formé de résidus de glucose, est l’une des substances «de rechange» importantes du corps.

À condition qu'une personne reçoive quotidiennement les glucides nécessaires, le glucose, qui est sous la forme de cellules de glycogène, peut être laissé en réserve. Si une personne ressent une faim d'énergie, le glycogène est activé et est ensuite transformé en glucose.

Aliments riches en glycogène:

Caractéristiques générales du glycogène

Le glycogène chez les gens ordinaires s'appelle l'amidon animal. C'est un hydrate de carbone de réserve, qui est produit chez les animaux et les humains. Sa formule chimique est - (C₆H₁₀O₅)_n. Le glycogène est un composé de glucose qui, sous forme de petits granules, se dépose dans le cytoplasme des cellules musculaires, du foie, des reins ainsi que dans les cellules du cerveau et les globules blancs. Ainsi, le glycogène constitue une réserve énergétique pouvant compenser le manque de glucose, en l'absence d'une nutrition complète du corps.

C'est intéressant!

Les cellules du foie (hépatocytes) sont les leaders de l'accumulation de glycogène! Ils peuvent contenir 8% de leur poids en cette substance. Dans le même temps, les cellules des muscles et des autres organes peuvent accumuler du glycogène en une quantité ne dépassant pas 1–1,5%. Chez l'adulte, la quantité totale de glycogène dans le foie peut atteindre 100 à 120 grammes!

Le besoin quotidien en glycogène de l'organisme

Sur la recommandation des médecins, le taux quotidien de glycogène ne devrait pas être inférieur à 100 grammes par jour. Bien qu'il soit nécessaire de prendre en compte que le glycogène est constitué de molécules de glucose, le calcul ne peut être effectué que sur une base interdépendante.

Le besoin en glycogène augmente:

• En cas d'activité physique accrue associée à la mise en œuvre d'un grand nombre de manipulations répétitives. En conséquence, les muscles souffrent d'un manque d'approvisionnement en sang, ainsi que d'un manque de glucose dans le sang.
• Lorsque vous effectuez un travail lié à l'activité cérébrale. Dans ce cas, le glycogène contenu dans les cellules du cerveau est rapidement converti en énergie nécessaire au travail. Les cellules elles-mêmes, ce qui donne l'accumulé, ont besoin d'être reconstituées.
• En cas de puissance limitée. Dans ce cas, le corps, sans recevoir de glucose de la nourriture, commence à traiter ses réserves.

Le besoin en glycogène est réduit:

• En consommant de grandes quantités de glucose et de composés analogues au glucose.
• Dans les maladies associées à une augmentation de l'apport en glucose.
• Dans les maladies du foie.
• Lorsque la glycogénèse est causée par une violation de l'activité enzymatique.

Digestibilité du glycogène

Le glycogène appartient au groupe des glucides rapidement digestibles, avec un retard d'exécution. Cette formulation s’explique comme suit: tant qu’il existe suffisamment d’autres sources d’énergie dans le corps, les granules de glycogène seront conservés intacts. Mais dès que le cerveau signale le manque d’approvisionnement en énergie, le glycogène sous l’influence des enzymes commence à se transformer en glucose.

Propriétés utiles du glycogène et ses effets sur le corps

La molécule de glycogène étant un polysaccharide du glucose, ses propriétés bénéfiques, ainsi que ses effets sur le corps, correspondent aux propriétés du glucose.

Le glycogène est une source d'énergie précieuse pour le corps pendant une période de manque de nutriments, il est nécessaire pour une activité physique et mentale complète.

Interaction avec des éléments essentiels

Le glycogène a la capacité de se transformer rapidement en molécules de glucose. En même temps, il est en excellent contact avec l'eau, l'oxygène, les acides ribonucléiques (ARN), ainsi que les acides désoxyribonucléiques (ADN).

Signes de manque de glycogène dans le corps

• l'apathie;
• troubles de la mémoire;
• réduction de la masse musculaire;
• faible immunité;
• humeur dépressive.

Signes de glycogène en excès

• caillots de sang;
• fonction hépatique anormale;
• problèmes avec l'intestin grêle;
• gain de poids.

Glycogène pour la beauté et la santé

Puisque le glycogène est une source d'énergie interne dans le corps, sa carence peut entraîner une diminution globale de l'énergie de tout le corps. Cela se reflète dans l'activité des follicules pileux, des cellules de la peau, et se manifeste également par la perte de brillance des yeux.

Une quantité suffisante de glycogène dans le corps, même en période de pénurie aiguë de nutriments gratuits, retiendra l'énergie, rougira sur les joues, la beauté de la peau et la brillance des cheveux!

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Glycogène

Le contenu

Le glycogène est un glucide complexe constitué de molécules de glucose reliées dans une chaîne. Après un repas, une grande quantité de glucose commence à pénétrer dans le sang et le corps humain stocke l'excès de glucose sous forme de glycogène. Lorsque le taux de glucose dans le sang commence à diminuer (lors d'exercices physiques, par exemple), le corps sépare le glycogène à l'aide d'enzymes. Le niveau de glucose reste ainsi normal et les organes (y compris les muscles pendant l'exercice) en absorbent suffisamment pour produire de l'énergie.

Le glycogène se dépose principalement dans le foie et les muscles. L'apport total en glycogène dans le foie et les muscles d'un adulte est compris entre 300 et 400 g ("Physiologie humaine" AS Solodkov, EB Sologub). En musculation, seul le glycogène contenu dans les tissus musculaires est important.

Lors de la réalisation d’exercices de musculation (musculation, dynamophilie), la fatigue générale est due à l’épuisement des réserves de glycogène. Il est donc recommandé de consommer des aliments riches en glucides deux heures avant l’entraînement.

Biochimie et physiologie Editer

D'un point de vue chimique, le glycogène (C6H10O5) n est un polysaccharide formé de résidus de glucose liés par des liaisons α-1 → 4 (α-1 → 6 au niveau de sites ramifiés); La principale réserve de glucides d’êtres humains et d’animaux. Le glycogène (également parfois appelé amidon animal, malgré l'inexactitude de ce terme) est la principale forme de stockage du glucose dans les cellules animales. Il se dépose sous forme de granulés dans le cytoplasme dans de nombreux types de cellules (principalement le foie et les muscles). Le glycogène constitue une réserve d'énergie qui peut être rapidement mobilisée si nécessaire pour compenser le manque soudain de glucose. Les réserves de glycogène, cependant, ne sont pas aussi volumineuses en calories par gramme que les triglycérides (graisses). Seul le glycogène stocké dans les cellules du foie (hépatocytes) peut être transformé en glucose pour nourrir tout le corps. La teneur en glycogène dans le foie avec une augmentation de sa synthèse peut être de 5 à 6% en poids du foie. [1] La masse totale de glycogène dans le foie peut atteindre 100 à 120 grammes chez l’adulte. Dans les muscles, le glycogène est transformé en glucose exclusivement pour la consommation locale et s'accumule à des concentrations bien inférieures (pas plus de 1% de la masse musculaire totale), alors que son stock musculaire total peut dépasser le stock accumulé dans les hépatocytes. On trouve une petite quantité de glycogène dans les reins et encore moins dans certains types de cellules du cerveau (cellules gliales) et de globules blancs.

En tant que glucide de réserve, le glycogène est également présent dans les cellules des champignons.

Métabolisme du glycogène Modifier

En l'absence de glucose dans le corps, le glycogène sous l'influence d'enzymes se décompose en glucose, qui pénètre dans le sang. Le système nerveux et les hormones assurent la régulation de la synthèse et de la dégradation du glycogène. Les défauts héréditaires des enzymes impliquées dans la synthèse ou la dégradation du glycogène conduisent au développement de syndromes pathologiques rares - la glycogénose.

Régulation de la décomposition du glycogène Modifier

La dégradation du glycogène dans les muscles déclenche l'adrénaline, qui se lie à son récepteur et active l'adénylate cyclase. L'adénylate cyclase commence à synthétiser l'AMP cyclique. L'AMP cyclique déclenche une cascade de réactions conduisant finalement à l'activation de la phosphorylase. La glycogène phosphorylase catalyse la dégradation du glycogène. Dans le foie, la dégradation du glycogène est stimulée par le glucagon. Cette hormone est sécrétée par les cellules a pancréatiques lors du jeûne.

Régulation de la synthèse du glycogène Edit

La synthèse du glycogène est initiée une fois que l'insuline est liée à son récepteur. Lorsque cela se produit, l’autophosphorylation des résidus de tyrosine dans le récepteur de l’insuline. Une cascade de réactions est déclenchée, dans laquelle les protéines de signalisation suivantes sont activées en alternance: substrat récepteur 1 de l'insuline, phosphoinositol-3-kinase, kinase phospho-inositol-dépendante, protéine kinase AKT. En fin de compte, la kinase-3 glycogène synthase est inhibée. À jeun, la kinase-3 glycogène synthétase n'est active et inactivée que peu de temps après les repas, en réponse à un signal d'insuline. Il inhibe la glycogène synthase par phosphorylation, ne lui permettant pas de synthétiser du glycogène. Au cours de la prise alimentaire, l’insuline active une cascade de réactions qui inhibent la kinase-3 glycogène synthase et activent la protéine phosphatase-1. La protéine phosphatase-1 déphosphoryle la glycogène synthase et celle-ci commence à synthétiser le glycogène à partir du glucose.

Protéine tyrosine phosphatase et ses inhibiteurs

Dès que le repas se termine, la protéine tyrosine phosphatase bloque l'action de l'insuline. Il déphosphoryle les résidus de tyrosine dans le récepteur de l'insuline et celui-ci devient inactif. Chez les patients atteints de diabète de type II, l'activité de la protéine tyrosine phosphatase est excessivement augmentée, ce qui conduit à un blocage du signal d'insuline et les cellules se révèlent être résistantes à l'insuline. Des études sont actuellement en cours sur la création d’inhibiteurs de protéines phosphatases, qui permettront de mettre au point de nouvelles méthodes de traitement du diabète de type II.

Reconstitution des réserves de glycogène Modifier

La plupart des experts étrangers [2] [3] [4] [5] [6] insistent sur la nécessité de remplacer le glycogène en tant que principale source d'énergie pour l'activité musculaire. Il est noté dans ces travaux que des charges répétées peuvent provoquer un épuisement profond des réserves de glycogène dans les muscles et le foie et nuire à la performance des athlètes. Les aliments riches en glucides augmentent le stockage de glycogène, le potentiel énergétique musculaire et améliorent les performances globales. Selon les observations de V. Shadgan, la plupart des calories par jour (60 à 70%) devraient être prises en compte pour les glucides, qui fournissent le pain, les céréales, les céréales, les légumes et les fruits.

Glycogène

Glycogène - (C ₆ H ₁₀ O ₅)_n, un polysaccharide formé de résidus de glucose liés par des liaisons α-1 → 4 (α-1 → 6 au niveau de sites ramifiés); La principale réserve de glucides d’êtres humains et d’animaux. Le glycogène (également parfois appelé amidon animal, malgré l'inexactitude de ce terme) est la principale forme de stockage du glucose dans les cellules animales. Il se dépose sous forme de granulés dans le cytoplasme dans de nombreux types de cellules (principalement le foie et les muscles). Le glycogène constitue une réserve d'énergie qui peut être rapidement mobilisée si nécessaire pour compenser le manque soudain de glucose. Les réserves de glycogène, cependant, ne sont pas aussi volumineuses en calories par gramme que les triglycérides (graisses). Seul le glycogène stocké dans les cellules hépatiques (hépatocytes) peut être transformé en glucose pour nourrir tout le corps, tandis que les hépatocytes peuvent accumuler jusqu'à 8% de leur poids en glycogène, ce qui représente la concentration maximale parmi tous les types de cellules. La masse totale de glycogène dans le foie peut atteindre 100 à 120 grammes chez l'adulte. Dans les muscles, le glycogène est transformé en glucose exclusivement pour la consommation locale et s'accumule à des concentrations bien inférieures (pas plus de 1% de la masse musculaire totale), alors que son stock musculaire total peut dépasser le stock accumulé dans les hépatocytes. On trouve une petite quantité de glycogène dans les reins et encore moins dans certains types de cellules du cerveau (cellules gliales) et de globules blancs.

En tant que glucide de réserve, le glycogène est également présent dans les cellules des champignons.

Métabolisme du glycogène

En l'absence de glucose dans le corps, le glycogène sous l'influence d'enzymes se décompose en glucose, qui pénètre dans le sang. Le système nerveux et les hormones assurent la régulation de la synthèse et de la dégradation du glycogène.

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Le glycogène est un polysaccharide ramifié dont les molécules sont construites à partir de résidus de a-D-glucose. Mol poids - 105 107 Oui. La réserve d'énergie rapidement mobilisée de nombreux organismes vivants s'accumule chez les vertébrés du foie et des muscles. Souvent appelé un animal...... Dictionnaire de microbiologie

glycogène - n., nombre de synonymes: 3 • amidon (19) • polysaccharide (36) • glucide (33) Dictionnaire avec... Dictionnaire des synonymes

Glycogène

Le glycogène est un polysaccharide de glucose à plusieurs branches, qui sert de forme de stockage d'énergie chez l'homme, les animaux, les champignons et les bactéries. La structure polysaccharidique est la principale forme de glucose de stockage dans le corps. Chez l'homme, le glycogène est produit et stocké principalement dans les cellules du foie et des muscles, hydraté par trois ou quatre parties d'eau. 1) Le glycogène joue le rôle de stockage secondaire à long terme de l’énergie, les principales réserves d’énergie étant les graisses contenues dans le tissu adipeux. Le glycogène musculaire est converti en glucose par les cellules musculaires et le glycogène hépatique est converti en glucose pour une utilisation dans tout le corps, y compris le système nerveux central. Le glycogène est un analogue de l'amidon, un polymère de glucose qui sert à stocker de l'énergie dans les plantes. Sa structure est semblable à celle de l'amylopectine (un composant de l'amidon), mais elle est plus ramifiée et compacte que l'amidon. Les deux sont des poudres blanches à l'état sec. Le glycogène se présente sous forme de granulés dans le cytosol / cytoplasme de nombreux types de cellules et joue un rôle important dans le cycle du glucose. Le glycogène constitue une réserve d'énergie qui peut être rapidement mobilisée pour répondre à un besoin soudain de glucose, mais moins compact que les réserves d'énergie de triglycérides (lipides). Dans le foie, le glycogène peut représenter de 5 à 6% du poids corporel (100 à 120 g chez l’adulte). Seul le glycogène stocké dans le foie peut être disponible pour d'autres organes. Dans les muscles, le glycogène est en faible concentration (1 à 2% de la masse musculaire). La quantité de glycogène stockée dans le corps, en particulier dans les muscles, le foie et les globules rouges 2) dépend principalement de l'exercice, du métabolisme de base et des habitudes alimentaires. On trouve une petite quantité de glycogène dans les reins et même une plus petite quantité dans certaines cellules gliales du cerveau et dans les leucocytes. L'utérus stocke également du glycogène pendant la grossesse pour nourrir l'embryon.

La structure

Le glycogène est un biopolymère ramifié constitué de chaînes linéaires de résidus de glucose, avec des chaînes supplémentaires ramifiées tous les 8 à 12 glucose environ. Le glucose est lié linéairement avec des liaisons α (1 → 4) glycosidiques d’un glucose à l’autre. Les branches sont associées à des chaînes à partir desquelles elles sont séparées par des liaisons glycosidiques α (1 → 6) entre le premier glucose de la nouvelle branche et le glucose dans la chaîne des cellules souches 3). En raison de la manière dont le glycogène est synthétisé, chaque granule glycogénique incorpore une protéine glycogénique. Le glycogène dans les muscles, le foie et les cellules adipeuses est stocké sous forme hydratée, constituée de trois ou quatre parties d'eau par partie de glycogène, associée à 0,45 millimole de potassium par gramme de glycogène.

Fonctions

Du foie

À mesure que les aliments contenant des glucides ou des protéines sont mangés et digérés, le taux de glucose dans le sang augmente et le pancréas sécrète de l'insuline. La glycémie de la veine porte entre dans les cellules du foie (hépatocytes). L'insuline agit sur les hépatocytes pour stimuler l'action de plusieurs enzymes, notamment la glycogène synthase. Les molécules de glucose sont ajoutées aux chaînes de glycogène tant que l'insuline et le glucose restent abondants. Dans cet état postprandial ou «complet», le foie prélève plus de glucose dans le sang qu'il n'en libère. Une fois que les aliments ont été digérés et que le taux de glucose commence à baisser, la sécrétion d'insuline diminue et la synthèse du glycogène cesse. Lorsque cela est nécessaire pour l'énergie, le glycogène est détruit et se transforme à nouveau en glucose. La glycogène phosphorylase est l'enzyme principale pour la dégradation du glycogène. Pendant les 8 à 12 heures suivantes, le glucose dérivé du glycogène du foie est la principale source de glucose sanguin utilisée par le reste du corps pour produire de l'essence. Le glucagon, une autre hormone produite par le pancréas, est en grande partie un signal insulinique opposé. En réponse à des taux d'insuline inférieurs à la normale (lorsque la glycémie commence à chuter sous la plage normale), le glucagon est sécrété en quantités croissantes et stimule à la fois la glycogénolyse (dégradation du glycogène) et la gluconéogenèse (production de glucose d'autres sources).

Le muscle

Le glycogène dans les cellules musculaires semble fonctionner comme une source de sauvegarde immédiate du glucose disponible pour les cellules musculaires. D'autres cellules contenant de petites quantités l'utilisent également localement. Étant donné que les cellules musculaires manquent de glucose-6-phosphatase, indispensable pour absorber le glucose dans le sang, le glycogène qu'elles stockent est disponible exclusivement pour un usage interne et ne s'applique pas aux autres cellules. Cela contraste avec les cellules hépatiques, qui, à la demande, décomposent facilement leur glycogène stocké en glucose et l'envoient par la circulation sanguine en tant que carburant pour d'autres organes.

Histoire de

Le glycogène a été découvert par Claude Bernard. Ses expériences ont montré que le foie contient une substance pouvant conduire à une réduction du sucre sous l'action d'une "enzyme" du foie. En 1857, il décrivit la libération d'une substance qu'il nomma "la matière glycogène". Peu de temps après la découverte de glycogène dans le foie, A. Sanson a découvert que le tissu musculaire contenait également du glycogène. La formule empirique pour le glycogène (C6H10O5) n a été établie par Kekule en 1858. 4)

Métabolisme

La synthèse

La synthèse du glycogène, contrairement à sa destruction, est endergonique - elle nécessite un apport d'énergie. L'énergie nécessaire à la synthèse du glycogène provient de l'uridine triphosphate (UTP), qui réagit avec le glucose-1-phosphate pour former de l'UDP-glucose, dans une réaction catalysée par l'UTP-glucose-1-phosphate uridyl transférase. Le glycogène est synthétisé à partir de monomères d'UDP-glucose, initialement par la protéine glycogénine, qui possède deux ancrages tyrosine pour l'extrémité réductrice du glycogène, la glycogénine étant un homodimère. Après l'ajout d'environ huit molécules de glucose au résidu de tyrosine, l'enzyme glycogène synthase allonge progressivement la chaîne glycogène à l'aide de l'UDP-glucose en ajoutant du glucose lié en α (1 → 4). L'enzyme glycogène catalyse le transfert d'un fragment terminal de six ou sept résidus de glucose d'une extrémité non réductrice au groupe hydroxyle en C-6 du résidu de glucose plus profondément dans la partie interne de la molécule de glycogène. L'enzyme de ramification ne peut agir que sur une branche comportant au moins 11 résidus et l'enzyme peut être transférée sur la même chaîne de glucose ou sur des chaînes de glucose adjacentes.

Glycogénolyse

Le glycogène est clivé des extrémités non réductrices de la chaîne par l'enzyme glycogène phosphorylase pour produire des monomères de glucose-1-phosphate. In vivo, la phosphorylation se fait dans le sens de la dégradation du glycogène, car le rapport phosphate / glucose-1-phosphate est habituellement supérieur à 100. 5) Ensuite, le glucose-1-phosphate est converti en glucose 6-phosphate (G6P) par la phosphoglucomtase. Pour éliminer les branches α (1-6) dans un glycogène ramifié, une enzyme de fermentation spéciale est nécessaire pour convertir la chaîne en un polymère linéaire. Les monomères G6P résultants ont trois destins possibles: le G6P peut continuer sur la voie de la glycolyse et être utilisé comme carburant. Le G6P peut pénétrer dans la voie du pentose phosphate à travers l'enzyme glucose-6-phosphate déshydrogénase pour produire du NADPH et des sucres à 5 carbones. Dans le foie et les reins, G6P peut être déphosphorylé en glucose par l'enzyme glucose-6-phosphatase. C'est la dernière étape dans la voie de la gluconéogenèse.

Pertinence clinique

Violations du métabolisme du glycogène

La maladie la plus courante dans laquelle le métabolisme du glycogène devient anormal est le diabète, dans lequel, en raison de quantités anormales d'insuline, le glycogène hépatique peut s'accumuler ou s'épuiser de manière anormale. La restauration du métabolisme normal du glucose normalise généralement le métabolisme du glycogène. Lorsque l'hypoglycémie est provoquée par des taux excessifs d'insuline, la quantité de glycogène dans le foie est élevée, mais des taux élevés d'insuline empêchent la glycogénolyse nécessaire de maintenir un taux de sucre sanguin normal. Le glucagon est un traitement courant de ce type d'hypoglycémie. Diverses erreurs innées du métabolisme sont causées par des déficiences en enzymes nécessaires à la synthèse ou à la dégradation du glycogène. Ils s'appellent également les maladies de stockage de glycogène.

Effet d'appauvrissement en glycogène et endurance

Les coureurs de longue distance, tels que les coureurs de marathon, les skieurs et les cyclistes, souffrent souvent d'épuisement du glycogène, lorsque presque tous les stocks de glycogène dans le corps d'un athlète sont épuisés après un effort prolongé sans apport suffisant en glucides. L’épuisement du glycogène peut être prévenu de trois manières. Premièrement, pendant l'exercice, les glucides sont fournis en continu au taux de conversion le plus élevé possible en glucose sanguin (index glycémique élevé). Le meilleur résultat de cette stratégie remplace environ 35% du glucose consommé pendant les rythmes cardiaques, au-dessus de 80% du maximum. Deuxièmement, grâce à des entraînements d’adaptation à l’endurance et à des schémas spécialisés (par exemple, faible endurance et régime alimentaire), le corps peut déterminer les fibres musculaires de type I afin d’accroître la consommation de carburant et la charge de travail nécessaire pour augmenter le pourcentage d’acides gras utilisés comme carburant. 6) économiser les glucides. Troisièmement, lorsqu’il consomme de grandes quantités de glucides après avoir épuisé ses réserves de glycogène, à la suite d’un exercice ou d’un régime, le corps peut augmenter la capacité de stockage du glycogène intramusculaire. Ce processus est appelé «charge glucidique». En général, l’indice glycémique de la source de glucides importe peu, car la sensibilité de l’insuline musculaire augmente en raison de l’épuisement temporaire du glycogène. 7) En l'absence de glycogène, les athlètes ressentent souvent une fatigue extrême, au point qu'il leur est parfois difficile de marcher. Il est intéressant de noter que les meilleurs cyclistes professionnels du monde terminent en règle générale la course à 4 ou 5 vitesses à la limite de l'épuisement du glycogène en utilisant les trois premières stratégies. Lorsque les athlètes consomment des glucides et de la caféine après des exercices exhaustifs, leurs réserves de glycogène sont généralement reconstituées plus rapidement 8), mais la dose minimale de caféine à laquelle un effet cliniquement significatif sur la saturation en glycogène est observé n’a pas été établie.

Polysaccharides

Les polysaccharides sont des glucides de haut poids moléculaire, des polymères de monosaccharides (glycanes). Les molécules de polysaccharide sont de longues chaînes linéaires ou ramifiées de résidus de monosaccharide liés par une liaison glycosidique. Au cours de l'hydrolyse, formez des monosaccharides ou des oligosaccharides. Dans les organismes vivants, remplissent des fonctions de réserve (amidon, glycogène), structurelles (cellulose, chitine) et autres.

Les propriétés des polysaccharides sont très différentes de celles de leurs monomères et dépendent non seulement de la composition, mais également de la structure (en particulier de la ramification) des molécules. Ils peuvent être amorphes ou même insolubles dans l'eau. [1] [2] Si un polysaccharide est constitué de résidus monosaccharidiques identiques, il est appelé homopolysaccharide ou homoglycane. S'il est différent d'un hétéropolysaccharide ou d'un hétéroglycane. [3] [4]

Les saccharides naturels consistent le plus souvent en monosaccharides de formule (CH₂O)_n, où n ≥ 3 (par exemple, glucose, fructose et glycéraldéhyde) [5]. La formule générale de la plupart des polysaccharides est C_x(H₂O)_y, où x est généralement compris entre 200 et 2500. Le plus souvent, les monomères sont des monosaccharides à six carbones et, dans ce cas, la formule du polysaccharide ressemble à (C₆H₁₀O₅)_n, où 40≤n≤3000.

Les polysaccharides sont généralement appelés polymères contenant plus de dix résidus monosaccharides. Il n'y a pas de frontière nette entre les polysaccharides et les oligosaccharides. Les polysaccharides constituent un sous-groupe important de biopolymères. Leur fonction dans les organismes vivants est généralement structurelle ou en réserve. L'amidon constitué d'amylose et d'amylopectine (polymères de glucose) sert généralement de substance de réserve pour les plantes supérieures. Les animaux ont un polymère de glucose similaire, mais plus dense et plus ramifié - le glycogène ou «amidon animal». Il peut être utilisé plus rapidement en raison du métabolisme actif des animaux.

La cellulose et la chitine sont des polysaccharides structurels. La cellulose est la base structurelle de la paroi cellulaire des plantes, c'est la matière organique la plus répandue sur Terre. [6] Il est utilisé dans la fabrication de papier et de tissus et comme matière première pour la production de rayonne, de celluloïd, de celluloïd et de nitrocellulose de celluloïd. La chitine a la même structure, mais avec une branche latérale contenant de l'azote, augmentant sa force. C'est dans l'exosquelette d'arthropodes et dans les parois cellulaires de certains champignons. Il est également utilisé dans de nombreuses industries, y compris les aiguilles chirurgicales. Les polysaccharides incluent également la callose, la laminarine, la chrysolaminarine, le xylane, l'arabinoxylane, le mannane, le fucoïdane et les galactomannanes.

Le contenu

Fonctions

Propriétés

Les polysaccharides alimentaires sont les principales sources d'énergie. De nombreux microorganismes décomposent facilement l'amidon en glucose, mais la plupart d'entre eux ne peuvent pas digérer la cellulose ou d'autres polysaccharides, tels que la chitine et les arabinoxylanes. Ces glucides peuvent être absorbés par certaines bactéries et certains protistes. Les ruminants et les termites, par exemple, utilisent des microorganismes pour digérer la cellulose.

Même si ces glucides complexes ne sont pas très faciles à digérer, ils sont importants pour la nutrition. Ils sont appelés fibres alimentaires, ces glucides améliorent la digestion entre autres avantages. La fonction principale des fibres alimentaires est de modifier le contenu naturel du tractus gastro-intestinal et de modifier l'absorption d'autres nutriments et de produits chimiques. [7] [8] Les fibres solubles se lient aux acides galliques dans l'intestin grêle et se dissolvent pour une meilleure absorption. Cela réduit le cholestérol dans le sang. [9] Les fibres solubles ralentissent également l'absorption du sucre et sa réponse après le repas, normalisent les lipides sanguins et sont synthétisées après la fermentation dans le côlon en acides gras à chaîne courte sous forme de sous-produits présentant un large spectre d'activité physiologique (explication ci-dessous). Bien que les fibres insolubles réduisent le risque de diabète, le mécanisme de leur action n'a pas encore été étudié. [10]

Les fibres alimentaires sont considérées comme un élément important de la nutrition et, dans de nombreux pays développés, il est recommandé d'augmenter leur consommation. [7] [8] [11] [12]

Vidéos connexes

Polysaccharides de réserve

Amidon

Les amidons sont des polymères de glucose dans lesquels les résidus de glucopyranose forment des composés alpha. Ils sont fabriqués à partir d'un mélange d'amylose (15-20%) et d'amylopectine (80–85%). L'amylose consiste en une chaîne linéaire de plusieurs centaines de molécules de glucose et l'amylopectine est une molécule ramifiée constituée de plusieurs milliers de résidus de glucose (chaque chaîne de 24 à 30 résidus de glucose représente une unité d'amylopectine). Les amidons sont insolubles dans l'eau. Ils peuvent être digérés en cassant des composés alpha (composés glycosidiques). Les animaux et les humains ont des amylases, ce qui leur permet de digérer l'amidon. Les pommes de terre, le riz, la farine et le maïs sont les principales sources d’amidon dans la nutrition humaine. Les plantes stockent le glucose sous forme d'amidons.

Glycogène

Le glycogène est la deuxième réserve d'énergie la plus importante dans les cellules des animaux et des champignons, qui se dépose sous forme d'énergie dans le tissu adipeux. Le glycogène est principalement formé dans le foie et les muscles, mais peut également être produit par la glycogénèse dans le cerveau et l'estomac. [13]

Le glycogène est un analogue de l'amidon, un polymère de glucose présent dans les plantes, parfois appelé «amidon animal» [14]. Il présente une structure similaire à celle de l'amylopectine, mais il est plus ramifié et compact que l'amidon. Le glycogène est un polymère lié par des liaisons glycosidiques α (1 → 4) (aux points de ramification α (1 → 6)). Le glycogène se présente sous forme de granulés dans le cytosol / cytoplasme de nombreuses cellules et joue un rôle important dans le cycle du glucose. Le glycogène forme une réserve d'énergie qui est rapidement libérée dans la circulation lorsque le glucose en a besoin, mais il est moins dense et plus rapidement disponible en énergie que les triglycérides (lipides).

Dans les hépatocytes, peu de temps après un repas, le glycogène peut représenter jusqu'à 8% de la masse (chez l'adulte, entre 100 et 120 g). [15] Seul le glycogène stocké dans le foie peut être utilisé par d'autres organes. Le glycogène musculaire représente 1 à 2% de la masse. La quantité de glycogène déposée dans le corps, en particulier dans les muscles, le foie et les globules rouges [16] [17] [18], dépend de l'activité physique, du métabolisme de base et des habitudes alimentaires, telles que le jeûne intermittent. Une petite quantité de glycogène se trouve dans les reins et encore moins dans les cellules gliales du cerveau et des leucocytes. Le glycogène est également stocké dans l'utérus pendant la grossesse afin que l'embryon se développe. [15]

Le glycogène consiste en une chaîne ramifiée de résidus de glucose. Il est situé dans le foie et les muscles.

• C'est une réserve d'énergie pour les animaux.
• C'est la principale forme de glucide déposée dans le corps de l'animal.
• C'est insoluble dans l'eau. L'iode devient rouge.
• Il se transforme en glucose en cours d'hydrolyse.

Diagramme glycogène dans une section en deux dimensions. La protéine glycogénique, entourée de ramifications de résidus de glucose, constitue le noyau. Environ 30 000 résidus de glucose peuvent être contenus dans le granule globulaire. [19]

Ramification dans la molécule de glycogène.

Polysaccharides structurels

Arabinoxylanes

Les arabinoxylanes se trouvent à la fois dans les parois principales et secondaires des cellules végétales et sont des copolymères de deux sucres pentoses: l'arabinose et le xylose.

La cellulose

Le matériau de construction des plantes est constitué principalement de cellulose. L'arbre contient, en plus de la cellulose, beaucoup de lignine, et le papier et le coton sont de la cellulose presque pure. La cellulose est un polymère fabriqué à partir de résidus de glucose répétitifs reliés entre eux par des liaisons bêta. Les humains et de nombreux animaux n'ont pas d'enzymes pour rompre les liaisons bêta et ne digèrent donc pas la cellulose. Certains animaux, tels que les termites, peuvent digérer la cellulose, car leur système digestif contient des enzymes capables de la digérer. La cellulose est insoluble dans l'eau. Ne change pas de couleur lorsqu'il est mélangé à de l'iode. Lorsque l'hydrolyse entre dans le glucose. C'est l'hydrate de carbone le plus commun au monde.

Chitine

La chitine est l'un des polymères naturels les plus courants. C'est un bloc de construction de nombreux animaux, tels que les exosquelettes. Les micro-organismes le décomposent longtemps dans l'environnement. Sa décomposition peut être catalysée par des enzymes appelées chitinases, qui sécrètent des microorganismes tels que des bactéries et des champignons, et produisent certaines plantes. Certains de ces microorganismes ont des récepteurs qui décomposent la chitine en sucres simples. Lorsque la chitine est trouvée, ils commencent à sécréter des enzymes qui la décomposent en liaisons glycosidiques afin de produire des sucres simples et de l'ammoniac.

Chimiquement, la chitine est très proche du chitosan (un dérivé de la chitine plus soluble dans l’eau). C'est également très similaire à la cellulose: c'est aussi une longue chaîne non ramifiée de résidus de glucose, mais avec des groupes supplémentaires. Les deux matériaux donnent la force aux organismes.

Pectines

Les pectines sont une combinaison de polysaccharides constitués de liaisons a-1,4 entre les résidus d'acide D-galactopyranosyluronique. Ils se trouvent dans la plupart des parois cellulaires les plus importantes et dans des parties non ligneuses des plantes.

Polysaccharides acides

Les polysaccharides acides sont des polysaccharides contenant des groupes carboxyle, des groupes phosphate et / ou des groupes ester de soufre.

Polysaccharides capsulaires bactériens

Les bactéries pathogènes produisent généralement une couche visqueuse et visqueuse de polysaccharides. Cette «capsule» cache des protéines antigéniques à la surface de la bactérie, qui sinon provoqueraient une réponse immunitaire et conduiraient ainsi à la destruction de la bactérie. Les polysaccharides en capsule sont solubles dans l’eau, souvent acides, et leur poids moléculaire est compris entre 100 et 2000 kDa. Ils sont linéaires et consistent en des sous-unités de un à six monosaccharides à répétition constante. Il y a une grande diversité structurelle; Environ deux cents polysaccharides différents sont produits avec un seul E. coli. Un mélange de polysaccharides capsulaires, conjugués ou utilisés naturellement comme vaccin.

Les bactéries et de nombreux autres microbes, y compris les champignons et les algues, sécrètent souvent des polysaccharides qui adhèrent aux surfaces pour empêcher leur dessèchement. Les gens ont appris à transformer certains de ces polysaccharides en produits utiles, notamment la gomme xanthane, le dextran, la gomme guar, la gomme Velan, la gomme Dyutan et le pullulan.

La plupart de ces polysaccharides sécrètent des propriétés viscoélastiques bénéfiques lorsqu'ils sont dissous dans de l'eau à de très faibles concentrations. [20] Cela vous permet d’utiliser divers liquides dans la vie quotidienne, par exemple dans des produits tels que les lotions, les nettoyants et les peintures visqueuses à l’état stable, mais qui deviennent beaucoup plus fluides au moindre mouvement et qui sont utilisés pour remuer ou pour brasser. ou peignage. Cette propriété s'appelle pseudoplasticité; L'étude de tels matériaux s'appelle rhéologie.

Une solution aqueuse de tels polysaccharides a une propriété intéressante: si vous lui donnez un mouvement circulaire, la solution continue tout d'abord à tourner en rond par inertie, en ralentissant le mouvement en raison de la viscosité, puis en changeant de direction, puis en s'arrêtant. Cette inversion est due à l’élasticité des chaînes de polysaccharides qui, après étirement, ont tendance à revenir à un état de relaxation.

Les polysaccharides membranaires jouent d'autres rôles dans l'écologie et la physiologie bactériennes. Ils servent de barrière entre la paroi cellulaire et le monde extérieur, facilitent l’interaction hôte-parasite et constituent les éléments constitutifs du biofilm. Ces polysaccharides sont synthétisés à partir de précurseurs activés par des nucléotides (on les appelle sucres nucléotidiques) et, dans de nombreux cas, toutes les enzymes nécessaires à la biosynthèse, à la collecte et au transport de polymères entiers codés par des gènes sont organisées en groupes spéciaux avec le génome du corps. Le lipopolysaccharide est l’un des polysaccharides membranaires les plus importants, car il joue un rôle structurel essentiel dans la préservation de l’intégrité de la cellule et est également le médiateur le plus important dans l’interaction entre l’hôte et le parasite.

Récemment, des enzymes ont été trouvées qui forment les antigènes O du groupe A (homopolymère) et du groupe B (hétéropolymère) et leurs voies métaboliques sont déterminées. [21] L'alginate d'exopolysaccharide est un polysaccharide linéaire lié par les résidus β-1,4 des acides D-mannuronique et L-guluronique et responsable du phénotype mucoïde du dernier stade de la fibrose kystique. Les loci Pel et psl sont deux groupes génétiques récemment découverts, qui sont également codés avec des exopolysaccharides et qui s'avèrent être des composants très importants du biofilm. Les ramnolipides sont des tensioactifs biologiques dont la production est strictement réglementée au niveau transcriptionnel, mais le rôle qu'ils jouent au cours de la maladie n'a pas encore été étudié. La glycosylation des protéines, en particulier la piline et la flagelline, fait l’objet de recherches pour plusieurs groupes depuis environ 2007, et il s’avère qu’elles sont très importantes pour l’adhérence et l’invasion lors d’infections bactériennes. [22]