1 Sommaire INTRO Le sucre est une substance alimentaire de saveur douce et agréable, généralement cristallisée, que l'on extrait de certaines plantes, notamment la canne à sucre et la betterave. Le sucre est un élément indispensable à de très nombreuses formes de vie. Aux animaux, mais aussi à la plupart des plantes et des champignons. En médecine on parle de « sucre » pour désigner le glucose nécessaire à nos cellules. « Nos cellules ont besoin de sucre », affirment médecins et diététiciens. Mais dans la vie courante, on comprend « sucre blanc » c'est à dire le saccharose, qu'on utilise quotidiennement en tant qu'aliment. De ce fait, le glucose (et non pas le sucre) est le carburant qui permet à nos cellules de produire de l’énergie – les muscles et le cerveau, notamment, consomment beaucoup de glucose. Le glucose provient des glucides que nous ingérons. Ces glucides, qui devraient constituer 50 à 55% de notre ration quotidienne, sont présents dans la large majorité de nos aliments. PLAN Rubrique 1 : Tout sur le sucre p3 Le sucre p5 Son voyage dans l'organisme p9 Cycle de Krebs Rubrique 2 : Food of sportsman p13 Sucre lent et sucre rapide, une notion faussée p16 L'alimentation, un effet sur le sportif? p17 Relation sucre - sportif Rubrique 3 : Faux sucres p20 Les "faux sucres", pourquoi? p21 Comment remplacer le sucre? p24 Un exemple détaillé d'un édulcorant: L'aspartame p25 Amalgame entre boisson énergisante et énergétique RUBRIQUE 1 2 Le sucre Le saccharose,ou sucrose, est un sucre au goût très doux et agréable, très largement utilisé pour l'alimentation, extrait de certaines plantes, principalement de la canne à sucre et de la betterave sucrière, et produit sous forme de petits cristaux blancs. Le sucre est un élément indispensable à de très nombreuses formes de vie. Aux animaux, mais aussi à la plupart des plantes et des champignons. Le sucre Les physiciens vous diront que le sucre, ou saccharose, est une molécule organique composée de carbone (C), d'hydrogène (H) et d'oxygène (O). Sa formule chimique brute est C12 H22 O11, avec une masse molaire de 342,30 g/mol. Le saccharose est un diholoside, c'est-à-dire une molécule composée de deux autres molécules reliées par une liaison osidique. Les deux molécules que contient le saccharose sont le glucose (D-glucopyranosyl) et le fructose (D-fructofuranose). Il peut être symbolisé par Glc-Fru. C'est un glucide simple. • Le glucose est un sucre simple appartenant à la famille des glucides. Présent dans la nature, il est aussi la source principale d’énergie de l’organisme, principalement du cerveau. Le glucose est un sucre monosaccharide (ose) de la famille des aldohexoses (ose composé de six atomes de carbone (hexose) et dont le premier atome possède une fonction aldéhyde (R−C(=O)H)). Puisqu'il contient une fonction aldéhyde, il s'agit d'un glucide réducteur. Dont la formule chimique C6H12O6. Il possède des isomères, c'est-à-dire des molécules qui possèdent la même formule chimique (c'est le cas du fructose). • Le fructose entre dans la composition du saccharose que lorsqu’il est lié à du glucose. Le fructose le plus souvent présent dans les fruits et le miel, c’est un ose appartenant au groupe des cétoses. C’est un hexose ayant la même formule brute que le glucose. Le fructose a un pouvoir sucrant supérieur au saccharose de 20 à 40% selon les conditions. Précédemment, on disait que le saccharose était un glucide simple mais qu'est-ce qu'un glucide simple ? Déjà, qu'est-ce que sont les glucides ? 3 • Ce sont des nutriments énergétiques principaux • Ils ont plusieurs noms (sucre ou hydrate de carbone) • Et c'est une molécule organique plus ou moins complexe et soluble dans l'eau Il existe deux sortes de glucides : les simples et les complexes : Les sucres simples et sucres complexes sont aussi appelés sucres rapides et sucres lents. La différence entre les deux familles de sucres vient de la taille de leur molécule, qui influence sur leur vitesse de digestion. On distingue les glucides simples des glucides complexes par la taille de leurs molécules qui influence leur vitesse d'assimilation. Les sucres simples ont des molécules de petite taille, alors que celle des sucres complexes est plus importante. Cette taille plus grande rend leur digestion plus complexe et donc plus lente. Glucides simples et sucres rapides : Les sucres simples désignent un groupe de glucide dont les molécules sont de faible taille et de poids réduit. Cette faible taille leur confère une absorption très rapide par l'organisme, car la digestion est plus simple. On parle de sucres rapides. On découpe les sucres simples en deux familles : les monosaccharides (glucides composés d'une seule sorte de sucre) et les dissacharides (sucres composés de l'association de deux sucres). Sucres monosaccharides : - Glucose: rarement présent sous cette forme dans la nature, mais plutôt associé avec d'autres sucres - Fructose : présent dans les fruits et le miel - Galactose : présent dans le lait Sucres dissacharides : - Saccharose : c'est le sucre de table, il combine un glucose et un fructose - Lactose : c'est le sucre du lait : une molécule de glucose et une de galactose - Le maltose : présent dans le malt : associe deux glucoses Glucides complexes et sucres lents : Les sucres complexes sont composés de plus de deux molécules de sucres simples, ce sont des polysacharides. Ces molécules plus complexes sont plus longues à digérer, on parle de sucres lents. On regroupe les glucides complexes en 3 groupes : l'amidon (très présent dans les tubercules et céréales), le glycogène (forme de stockage de glucose dans le corps) et la cellulose. Le saccharose n'est pas directement utilisable par notre organisme: il doit le métaboliser en glucose pour pouvoir ensuite l'utiliser. Mais comment y parvient-il ? rubrique 1 4 Son voyage dans l'organisme Lorsqu'un aliment est consommé, il subit des actions mécaniques (mastication) et des transformations chimiques (salive, sucs digestifs). En route pour l'odyssée du sucre dans le corps. 1) Quand le sucre est ingéré, les enzymes salivaires le digère déjà. 2) Ces grosses molécules de sucre vont arriver dans le tube digestif, en attendant elles passent dans l’œsophage et l'estomac où elles ne subissent aucune modification. 5 4) Dans le duodénum, ces grosses molécules de sucre sont coupées en petites molécules appelées disaccharides grâce à l'action de l'amylase pancréatique. 3) Grâce à l'action du maltase, du sucrase et du lactase, ces disaccharides deviennent des monosaccharides (glucose et fructose). 5) Ces petites molécules de glucose passent dans le réseau sanguin, ce qui va créer une augmentation du taux de glucose dans le sang. 6 RUBRIQUE 1 6) Ce glucose transporté par le sang est dirigé vers le foie. Une partie reste stockée dans le foie et dans les muscles, elle se nomme glycogène. C'est notre réserve de sucre en cas de besoin. 7) Et l'autre partie va être transformer par l'insuline en triglycérides qui pourront éventuellement être redistribuer dans la circulation générale. Après le passage par le cœur, le sang est distribué via le réseau artériel à l'ensemble des cellules de l'organisme. 8) Ces dernières pourront aller puiser le glucose qui se présente à la surface de leur membrane cellulaire. 7 9) Sous l'effet de l'insuline, des vacuoles qui contiennent une substance permettant le passage à l'intérieur de la cellule vont s'accoler à la face interne de la membrane pour y libérer leur contenu. 10) Grâce à ses transporteurs, la cellule peut absorber le glucose, riche en énergie. 11) 11) Le taux de glucose sanguin va donc diminuer. Les vacuoles sont dans la cellule, donc il y a moins de glucose dans le sang. On a besoin d'une consommation quotidienne de sucre, mais de façon modérée pour équilibrer la glycémie. Après ces étapes, nous allons voir comment fonctionne le cycle de Krebs. 8 RUBRIQUE 1 Cycle de KREBS (=cycle de l’acide citrique) Qu’est ce que c’est ? Sir Hans Adolf Krebs, biochimiste britannique d'origine allemande : En 1932, il introduisit la théorie de la formation cyclique de l’urée et découvrit, en 1937, le cycle de l’acide citrique(source principale de l’énergie métabolique) ou cycle de Krebs. un système enzymatique, on peut dire que c'est « une plaque tournante des catabolismes ». une voie métabolique qui a lieu dans toutes les cellules Pour les bactéries, elle a lieu dans le cytoplasme alors que pour les eucaryotes, elle a lieu dans les mitochondries. c’est un ensemble de réactions chimiques (8 en tout) Les molécules qui interviennent dans le cycle de Krebs Une molécule de citrate est peu à peu modifiée par des enzymes,en présence de cofacteurs. On compte huit étapes au total, soit huit molécules, du citrate de départ jusqu'au citrate final : - citrate - isocitrate - alphacétoglutarate - succinate - fumarate - malate - oxaloacétate - citrate D'autres molécules interviennent,comme l'acétyl-CoA, l'eau, le dioxyde de carbone (CO2), le NADH, le FADH, l' ATP... c’est également la voie terminale de l’oxydation du glucose et de certaines molécules énergétiques comme les acides aminés, les acides gras… → Cette oxydation permet par la création de l’Acétyl-CoA Quel est son but ? Fabriquer de l’énergie à partir de glucose, lipides, protides, permettre aux acides aminés et aux acides gras de devenir producteurs d’énergie. Qu’est ce que l’Acétyl-CoA ? 9 c’est une molécule qui entre dans le cycle. Acétyl-coenzyme A. Produit de la glycolyse en anaérobie qui, par la suite, est oxydé en gaz carbonique (CO2) dans le cycle de Krebs. Un important intermédiaire du métabolisme des glucides, des lipides et des protéines. Le cycle de Krebs est la plate-forme énergétique de la cellule, continuant le catabolisme des glucides après la glycolyse. Il se réalise dans la matrice mitochondriale et se fait exclusivement en aérobie. Le cycle a différents rôles : la dégradation du substrat (ACoA) en CO2 grâce à l’oxygène, la prise en charge d’hydrogène et d’électrons riches en énergie par les FAD et les NAD+, la production d’énergie sous forme d’ATP. Attention, les érythrocytes (globules rouges) ne possèdent pas d’organites et donc pas de mitochondrie qui est indispensable à la réalisation du cycle de Krebs. De cette manière ils utilisent uniquement l’énergie produite par la glycolyse, le pyruvate sera quant à lui transformé en acide lactique. Le cycle de Krebs participe au métabolisme des glucides, des lipides et des protéines,mais il est surtout connu pour permettre la production d'énergie cellulaire sous forme de molécule de GTP (ATP). Il en produit une par cycle, à partir d'une molécule de GDP. (ADP) Voici une vue d'ensemble du cycle de Krebs. Ce qu'il manque sur ce schéma c'est ce que produit le cycle, ici on observe qu'il émet du dioxyde de CO2, mais il nous apporte de l'énergie grâce à l'ATP (adénosine triphosphate) et produit également de l'eau. Qu'est ce que l'ATP ? Le rôle principal de l'adénosine triphosphate est de fournir l’énergie nécessaire aux réactions chimiques des cellules. C’est un nucléotide servant à stocker et transporter l’énergie. L'ATP est la réserve d'énergie de la cellule Cette molécule est composée : • d'une base azotée : l'adénine ; • d'un pentose (sucre) : le ribose • de 3 groupements phosphate. La transformation de l’énergie du NADH etFADH 2 en ATP est réalisée par le processus appelé « phosphorylation oxydative ». 10 RUBRIQUE 1 Le NADH de la glycolyse donne moins d’ATP que celui du cycle de Krebs parce que son transport dans la mitochondrie demande de l’énergie. L’oxydation complète du glucose produit environ 30 ATP. Les intermédiaires intervenant dans le cycle de Krebs sont formés soit à partir du glucose, soit à partir de divers acides aminés. Les radicaux acétyles, qui doivent alimenter sans discontinuer le cycle de Krebs, sont obtenus à partir des acides gras ou du glucose. Ainsi, protides, glucides et lipides peuvent être indirectement utilisés dans les réactions du cycle de Krebs aux fins de produire des composés à niveau énergétique élevé. Action de la glycolyse sur le glucose pour le transformer en acide pyruvique : La glycolyse ou voie d'Embden-Meyerhof-Parnas est une voie métabolique d'assimilation du glucose et de production d'énergie. Elle se déroule dans le cytoplasme de la cellule. Comme son nom l'indique elle nécessite du glucose et a pour produit du pyruvate. Elle consiste en l'oxydation progressive d'une molécule de glucose à 6 carbones en deux molécules de pyruvate à 3 carbones. Elle a pour but de transférer et de produire de l'énergie. Métabolisme à partir du pyruvate En l'absence d'oxygène Le pyruvate reste dans le cytosol pour suivre la suite de la glycolyse anaérobie. Celle-ci est défini comme un apport de glucose à une cellule dont le produit final du métabolisme sera sa transformation en lactate. Le pyruvate est transformé en L-lactate. En présence d'oxygène Le pyruvate va rentrer dans la mitochondrie pour suivre le cycle de Krebs après sa transformation en acétylCoA. C'est la glycolyse aérobie définie comme étant l'apport de glucose à une cellule dont le produit final du métabolisme est le CO2. Elle commence avec la décarboxylation du pyruvate en acétyl-CoA au sein de la mitochondrie. La décarboxylation du pyruvate est une décarboxylation oxydative (La décarboxylation du pyruvate, ou décarboxylation oxydative, est la réaction chimique catalysée par le complexe pyruvate déshydrogénase reliant la glycolyse au cycle de Krebs en convertissant le pyruvate en acétyl-CoA ) La glycolyse est d'une importance cruciale pour l'organisme car c'est la voie principale du métabolisme du glucose. Elle est même l'unique source métabolique de l'énergie pour le cerveau, les muscles squelettiques se contractant rapidement ou les érythrocytes (globules rouges). Une fois produit, le pyruvate peut suivre plusieurs voies métaboliques suivant les conditions du milieu. D’autre part la régénération d’oxaloacétate est nécessaire pour que le cycle de Krebs fonctionne à flux constant. En effet l’oxaloacétate joue un rôle dans un certain nombre de métabolisme, son apport régulier au cycle de Krebs est permis par les acides aminés . La carboxylation de l'acide pyruvique donne naissance à l'acide oxaloacétique. 11 L’acide pyruvique peut: 1. Soit être réduit enzymatiquement en acide lactique, en utilisant l’hydrogène apporté sous forme de NADH au cours de la glycolyse. C’est ce qui se passe durant la contraction musculaire: une mole de glucose est transformée en deux moles d’acide L-lactique, avec apparition de deux moles d’ATP dont l’hydrolyse en ADP constitue la source énergétique de la contraction. 2. Soit subir le phénomène de décarboxylation oxydative qui, par la mise en jeu d’un système enzymatique complexe, le transforme en acétyl-coenzyme A avec production d’une mole de NADH qui vient s’ajouter à celle précédemment formée et non utilisée. À partir d’une mole de glucose, on obtient donc: deux moles d’ATP, quatre moles de NADH, et deux moles d’acétyl-coenzyme A. L’oxydation de l’hydrogène sous forme de NADH produit de l’énergie, ainsi que l’oxydation de l’acétylcoenzyme A dans le cycle de Krebs(dans la mitochondrie).Cela augmente considérablement le rendement énergétique du catabolisme du glucose. 3. L’acide pyruvique peut aussi servir à la production d’un acide aminé, l’alanine, et d’un a-céto-acide plus complexe, l’acide oxaloacétique (indispensable au fonctionnement du cycle de Krebs). Enfin, l’acétyl-coenzyme A peut servir à la transformation réciproque des glucides en lipides. Bilan du cycle de Krebs Comme dit précédemment, en aérobie l’acétylcoenzyme A entre dans le cycle de Krebs. Un tour de cycle, c’està-dire l’utilisation d’une molécule d’acétylcoenzyme A permet la formation : • 3 NADH, H+ qui permettront théoriquement la formation de 3 ATP chacun au niveau de la chaîne respiratoire (2,5 ATP en réalité), et donc au total la formation de 9 ATP (7,5 ATP en réalité). • 1 FADH2 qui permettra théoriquement la formation de 2 ATP au niveau de la chaîne respiratoire (1,5 ATP en réalité). • 1 ATP. De cette manière une molécule d’acétylcoenzyme A permet la formation théorique de 12 ATP (10 ATP en réalité). 12 RUBRIQUE 2 Sucre lent et sucre rapide, une notion pas tout à fait correcte La différence principale entre un sucre lent et un sucre rapide est assez simple à faire. Les sucres lents sont présents dans les aliments qui contiennent des glucides, mais qui ne sont pas sucrés, tel que le riz, le pain, les pâtes, etc... alors que le sucre rapide est tout ce qu'on appelle 'sucre' et il est donc présent dans les gâteaux, les bonbons... Chimiquement, un sucre lent est un polysaccaride (aussi appelé glucide complexe ou sucre complexe). Leur molécule est formé de plusieurs monosaccarides ( glucide simple ou sucre simple ). On trouve les sucre lent dans l'amidon (qu'on trouve dans les pommes de terres ou le pain), et l'amidon est lui même un polymère du glucose. Il faut noter que les polysaccarides n'ont aucun pouvoir sucrant contrairement aux monosaccarides, c'est donc pour cela qu'on fait facilement la distinction sucre lent et sucre rapide. Dans nôtre alimentation journalière, les sucres rapides doivent constituer 40 % des apports, et les sucres simples ne doivent pas dépasser les 15%. Depuis quelques années, la médecine a découvert que la notion des sucres lents et rapides est légèrement faussée, car ça été prouvé que le taux de glucose absorbé dans le sang après une consommation de produits glucidique ne dépend pas seulement de la nature du sucre, mais aussi de la mixité du repas (la vitesse d'absorption diffère si on consomme le produit tout seul et si on le consomme avec des lipides ou des protides), de la forme physique du repas (solide ou liquide, son mode de cuisson ou sa texture. ex: les pâtes al dente sont moins hyperglycémiantes que les pâtes bien cuites ; les glucides dans les boissons sont absorbés plus vite que celles dans les aliments solides). Il y a aussi les fibres alimentaires ( que l'on retrouve dans les aliments complets tel que les pâtes et le pain intégral et dans les fruits et les légumes) qui ralentissent l'absorption des glucides dans le sang. Nous pouvons quand même consommer du sucre, mais il est recommandé d'éviter le sucre blanc raffiné (c'est du saccharose à 100%), et plutôt utiliser le sucre roux ou brun (c'est quand même du saccharose à 85%98% mais il est obtenu par cristallisation du jus de canne à sucre) ou encore mieux, le sucre complet ou intégral (pur jus de canne, séché par cuisson et transformé en poudre après refroidissement, qui est le plus riche en sels minéraux). On observe ci dessous une comparaison du sucre blanc et sucre complet. En mg pour 100 g de sucre Sucre blanc Sucre complet Sels minéraux 30 à 40 1500 à 2800 Potassium 3à5 600 à 1000 Magnésium 0. 60 à 130 Calcium 10 à 15 40 à 110 Phosphore 0,3 . 14 à 100 Fer 0,1 . 4 à 40 13 Sur ce graphique, nous pouvons observer que certains aliments qu'on considère en tant que 'sucre lent' comme le pain et le riz provoquent un pic de glycémie plus important que d'autres que l'on considère en tant que 'sucre rapide' comme le miel et la banane. En effet, un autre facteur qui est responsable de l'absorption du glucose est l'index glycémique trouvé dans les aliments, qui permet de les classer selon l'élévation de la glycémie qu'ils produisent quand on les consommes. Donc, plus l'index est élevé, plus les aliments entraînent une hausse du taux de sucre, qui provoque une forte sécrétion d'insuline, qui a pour rôle de faire baisser ce taux. Pour conclure, si on consomme un aliment qui a un index glycémique fort, à cause de l'insuline que nôtre organisme secrète, nous allons avoir un pic d'énergie, mais qui ne va pas durer longtemps (voir graphique). Il y a un autre sucre qui devient assez populaire de nos jours, car ayant un index glycémique plus bas que les autres sucres, certains le considère meilleur pour la santé. C'est ce qu'on appelle un 'faux sucre', et on le trouve dans le fructose et le sirop d'agave. Même si ces sucres nous semblent intéressants, et qu'ils sont souvent recommandés dans les régimes, ils ne faut pas les consommer excessivement, car le fructose est lui aussi raffiné (il provient de l'hydrolyse de l'amidon de mais). Ces sucres ont été conçus pour ceux qui sont diabétiques, et qui ont besoin de faire très attention à leur taux de glycémie. Même le sirop d'agave qui a souvent le label 'bio' contient plus de 90% de fructose. Il n'est pas dangereux pour la santé si consommé avec modération, mais si on recherche une alimentation naturelle, sans produits raffiné, le fructose n'est pas le meilleur choix. Ce n'est tout de même pas nécessaire de toujours vérifier le taux glycémique et tout ces autres facteurs. Il suffit de varier son alimentation le plus possible, et de favoriser les aliments riches en fibres. Mais, pour comprendre pourquoi ces produits sont meilleurs pour la santé, il faut comprendre à minimum le fonctionnement de notre organisme. On ne doit pas non plus oublier de consommer des lipides et des protides, qui ont eux aussi un rôle important dans notre corps. Pour continuer, nous allons faire le lien avec le sportif, on peut donc se poser la question si les sportifs eux aussi doivent prendre les même précautions et consommer les mêmes quantités de glucides que nous. 14 RUBRIQUE 2 L'alimentation a t-elle un effet sur la performance d'un sportif ? Nous allons répondre à cette question grâce aux réponses de Docteur Stéphane Borloz, spécialiste de la médecine du sport aux Hôpitaux universitaires de Genève. Pour être en forme au moment de la compétition, il faut se sentir bien, et l'alimentation joue en rôle important la dessus. Il faut donc éviter de se sentir ballonné, ou d'avoir mal au ventre. Pour éviter cela, il faut consommer les bons aliments au bon moment, pour maintenir l'effort durant la compétition. Premièrement, il ne suffit pas de manger sein une semaine avant la compétition. Il faut une alimentation équilibrée et habituelle pour éviter des carences. Il faut aussi bien évidemment être bien entraîné, l'alimentation n'est qu'un facteur secondaire. Pour réussir un effort physique, il faut produire assez d'énergie pour pouvoir la brûler ensuite , et cette dernière est principalement trouvé dans le sucre. Une bonne préparation alimentaire pour un effort devrait commencer trois jours avant la compétition. Durant cette période, les sportifs doivent augmenter leur apport de glucides à 70% (300 à 600 g par jour), pour que l'organisme aie des réserves à brûler. Le jour de la compétition, il faut éviter à tout prix un inconfort digestif. les sportifs doivent consommer un petit déjeuner complet (ex : Fruit (150g), céréales (50g) avec du lait (ou 60g de pain beurré confiture), oeuf ou jambon avec du pain (20g), boisson chaude sucrée). Deux heures avant l'effort, il faut favoriser les sucres complexes en évitant les glucides de viande ou sauces grasses, car ceux ci peuvent ralentir la digestion. Juste avant l'effort, les sucres rapides semblent préférables, mais ceux ci peuvent provoquer des pics d'insuline trop importants, ce qui créera par la suite des stocks des sucres dans le corps, à la place de les libérer immédiatement. Donc, si l'on consomme trop de sucres juste avant l'effort, il peut y avoir une baisse rapide d'énergie, qui conduit à la fatigue et la faiblesse musculaire. Pour réaliser une bonne performance, on nous dit souvent que les sucres rapides sont utiles à l'effort. Mais, cela dépend de la durée de l'épreuve (plus ou moins d'une heure). 15 Quand une activité dure plus d'une heure ( un marathon par exemple) l'organisme consomme les réserves énergétiques pour trouver les ressources nécessaires. Il faut favoriser l'apport en eau (environ 150 millilitres toutes les vingt évitera un inconfort digestif) qui peut être complété par les sucres rapides. Si après une heure on consomme des glucides (entre 30 à 60 g par heure) on tiendra plus longtemps. Pour cela, on peut consommer des boissons sucrées. Après l'effort on ne doit pas oublier les bonnes habitudes, surtout si on doit recommencer le lendemain. Il faut à tout prix reconstituer les stocks brûlés pendant l'effort dans les deux heures qui le suive. Encore une fois, il faut favoriser l'apport en glucides en buvant des boissons sucrés accompagnés de petites quantités de protéines, mais en évitant des plats trop lourds, qui sont difficiles à digérer après l'effort. Il faut attendre un certain moment avant de reprendre un vrai repas qui lui permettra de tout récupérer. Exemple de repas: environ 60g de pain, 300 g de féculants, un fruit frais (150g) ou des fruits secs (environ 40g). Le sport en altitude : Pour les sportifs qui pratiquent un effort en altitude, il est impératif de faire attention à ce qu’ils consomment. Perturbé par le manque d’oxygène, la digestion est moins rapide, ce qui affecte le foie. Voici les mesures alimentaires qu’il faut donc adopter : Il faut avoir un régime hyper glucidique, donc augmenter sa consommation de sucre de toute sorte, pour soulager le foie. Il est recommandé d’éviter les aliments gras, trop durs à digérer, ainsi que les viandes rouges. Le poisson et le poulet sont recommandés. 16 - Le dernier repas devra se placer quatre heure avant l’effort, et comme pour un sportif pratiquant un effort à altitude moyenne, il doit favoriser les sucres à index glycémique faible, pour éviter le pic d’insuline. RUBRIQUE 2 Relation sucre - sportif Précédemment nous avons parlé des différents sucres pour une alimentation normale, mais pour un sportif, il faut être encore plus précis, sachant que l'alimentation joue un rôle important pour la réussite. Il y a le paramètre essentiel, qui est l'index glycémique (IG), mais il y a aussi la charge glycémique, qui évalue la capacité à élever le sucre sanguin d'une portion courante de cet aliment. Elle permet donc de quantifier la capacité a faire monter la glycémie pour 100g d'un aliment donné. Elle se calcule avec la formule suivante: Teneur en glucide de l'aliment pour 100 g x (IG de l'aliment/100) Exemple pour montrer l'importance de la charge glycémique: Nous allons prendre 100 g de pêches et 100 g de biscuits 'petit beurre' Pour 100 g de pêches, il y a 9g de glucides avec un indice glycémique à 30 Pour 100 g de biscuits, il y a 75 g de glucides avec un indice glycémique à 55 Sachant que l'IG maxi est celui du glucose (100), nous pouvons penser que les biscuits restent raisonnables. Mais... Pour 100 g de biscuits, les 75 g de glucides à un IG de 55 donnent une charge glycémique de 41 alors que les pêches avec leur 9g de glucides à un IG de 30 donnent une charge glycémique de seulement 2,7. C'est donc pour cela qu'il ne faut pas se baser sur un seul facteur, mais il faut plutôt analyser l'aliment dans l'ensemble. Voici quelques sucres : • Le saccharose (sucre de table) = IG 85. Le sucre blanc et le sucre roux ont le même IG, même si le sucre roux est plus préférable, car il garde les sels minéraux. Donc, pour un sportif, ce n'est pas le sucre qu'il devrait consommer avant un effort, car ayant un index glycémique élevé, il va favoriser la sécrétion de l'insuline, et n'est pas recommandé pour l'endurance, où il est préférable d'éviter les pics d'insuline. • Le fructose = IG 23. Il est recommandé pour les efforts de longue durée car il a une diffusion progressive, et ne provoque pas les effets associés aux hyperglycémies. Mais, il peut favoriser la production des triglycérides (acides gras) qui augmentent les risques de maladies cardiovasculaires. • Le sirop d'érable = IG 68. Même si nous pouvons penser qu'il est mieux que le sucre, car il provient de la sève d'un arbre, il subit tout de même un traitement par chauffage et brassage. Il contient environ 85% de saccharose, et est équivalent au sucre de table. Le sirop d'agave = IG 25 On peut considérer que le sirop d'agave est une version 'bio' du fructose • Le miel = IG de 55 à 70. Plus le miel contient de fructose, plus il aura un IG bas. Donc, plus le miel sera sucrée, plus il aura un IG bas (ce qui 17 contrarie la notion du sucre lent et sucre rapide). Le miel reste un produit sain, mais il faut faire attention d'ou il provient, car il existe du miel fait à partir du sucre. • • Le sirop d'agave = IG 25 On peut considérer que le sirop d'agave est une version 'bio' du fructose Le sucre de coco = IG 24. Il est réalisé à partir de la sève des fleurs de cocotiers, a un index glycémique fable, et un gout de caramel. Les sucres salés • La pomme de terre = IG 83 en purée, donc à éviter pour les efforts de longue durée, mais elle est recommandé après un effort si cuite à la vapeur avec sa peau, car son IG baisse à 56. • Les pâtes = IG 45 si al dente (donc un index faible avec une diffusion lente) mais si on les cuit trop, leur IG peut aller jusqu'à 60. Les sucres spécifiques • Le glucose = IG 100. Il est directement assimilé par l'organisme et directement opérationnel grâce au cycle de la glycolyse et au cycle de Krebs. On trouve du glucose en poudre seulement à la pharmacie. • Le sirop de glucose = IG 100. Attention, ce n'est pas du glucose car il provient de l'hydrolyse de l'amidon de mais ou pomme de terre. • Le dextrose = IG 100. Il provient du blé, donc il contient du gluten, qui peut provoquer des ennuis gastriques. • Le sucre inverti = IG 50. Il est obtenu par l'hydrolyse (décomposition dans l'eau) du saccharose. En effet cette hydrolyse divise les molécules de glucose et de fructose qui composent le saccharose. Même si le sucre inverti a un IG plus faible que le saccharose, cet IG reste quand même supérieur à celui du fructose pur. Alors, que faut-il manger ? En effet, en tant que sportif nous devons tout manger, en favorisant les glucides, surtout pour préparer un effort. Mais, attention, car les glucides ne sont pas toutes pareilles. On ne peut pas se baser sur 'sucre lents' et 'sucre rapides', car même si cette notion facilite la compréhension de certains, elle n'est pas d'actualité, car même si les fruits sont sucrés, ils contiennent des fibres et du fructose, qui vont être assimilé moins vite qu'une cuillère de saccharose. On ne peut pas toujours savoir ce qu'il se trouve dans les aliments qu'on achète, mais si on veut une alimentation qui ne nuit pas à la performance, il faut faire attention aux différents sucres. Il faut aussi savoir que le sucre peut être très nocif pour l'organisme, si consommé en trop grande quantité. 18 RUBRIQUE 3 Les "faux sucres" : Pourquoi ? Pour les non sportifs, les glucides représentent 50 à 55% de l’apport énergétique. Chez les athlètes de haut niveau, ce pourcentage peut monter jusqu’à 70. Les sucres sont donc indispensables au bon fonctionnement des muscles. Les édulcorants doivent, dans les préparations physiques, éviter une concentration trop forte en sucre car une teneur sucrée trop élevée entraîne le dysfonctionnement du tube digestif, provoquer des diarrhées ou des troubles gastriques, voire même des déshydratations, ce qui est à éviter absolument lors d’exercice physiques. Les édulcorants font donc partie de la vie des sportifs de haut niveau pour un entraînement correct. Les édulcorants ont pour but de remplacer le sucre en imitant parfaitement le goût de ce dernier, mais sans les calories. De même, la valeur énergétique est modifiée. Comme vu précédemment, les pouvoirs sucrant des édulcorants se veulent bien plus grands que celui du saccharose qui est de 1. C’est pourquoi une petite dose est suffisante à sucrer normalement un aliment, d’où le peu de calories apporté à l’organisme. (voir fiche annexe en fin de dossier …) Les aliments édulcorés sont donc bénéfiques et très attractifs pour les gros consommateurs de boissons gazeuses ou de sucreries comme les bonbons. De ce fait, les aliments édulcorés peuvent être très utiles pour les régimes, même si les nutritionnistes recommandent toutefois l’eau en cas de surpoids. De plus, on a vu que certains polyols comme le xylitol sont des composants de chewing-gums dits « sans sucres », ou autres pastilles pour la gorge, utiles de part la sensation de fraîcheur qu’ils produisent dans la bouche. En effet, les polyols ne sont pas cariogènes, c’est-à-dire qu’ils ne produisent pas de caries, d’où leur emploi pour les chewing-gums. Enfin, les édulcorants jouent un rôle assez important dans la nutrition chez les diabétiques. Les édulcorants ont donc de multiples enjeux, ce qui explique leur ampleur de nos jours. 19 Comment remplacer le sucre ? Bonbons, chocolat, biscuits, boissons gazeuses, on trouve aujourd'hui une foule de produits "sans sucres", "light". Ces dénominations ne sont pourtant pas synonymes. On distingue deux grandes catégories d'édulcorants : Les édulcorants de masse ou de charge qui apportent des calories : ce sont les polyols ; Les édulcorants intenses qui ont un très fort pouvoir sucrant comparativement au saccharose (nom scientifique du sucre). Si l'on recherche un goût sucré sans apport calorique, on utilise des édulcorants intenses. Si l'on recherche des propriétés technologiques (consistance, viscosité, etc.) avec réduction de calories, on fait appel aux édulcorants de charge. On peut également combiner les deux. Les polyols Sorbitol (E 420) ; Mannitol (E 421) ; Xylitol (E 967) ; Maltitol (E 965) ; Isomalt (E 953) ; Lactitol (E 966). Les produits qui contiennent des polyols doivent en plus porter la mention "une consommation excessive peut avoir des effets laxatifs". En effet, consommés à hautes doses, ils peuvent avoir des effets indésirables sur le transit. Ils apportent des calories mais ne sont pas cariogènes, c'est-à-dire qu'ils ne favorisent pas les caries. Ils ont un pouvoir sucrant inférieur ou égal à celui du saccharose et il est parfois nécessaire d'en mettre une quantité plus importante pour obtenir le goût sucré recherché, ou ajouter un édulcorant intense. Ils ont pour nom sorbitol, xylitol, maltitol , etc. Les édulcorants intenses Aspartame (E 951) ; Acesulfame de potassium (E 950) ; Cyclamates (E 952) ; Saccharine (E 954) ; Thaumatine (E 957) ; Néohespéridine (E 959) ; Sucralose (E 955). A noter que les produits qui contiennent de l'aspartame doivent en plus porter la mention "contient de la phénylalanine". Ce message est destiné aux personnes souffrant de phénylcétonurie, une maladie génétique rare. Ils ont un très fort pouvoir sucrant, 200 à 400 fois celui du sucre. Ils n'apportent pas de calories ou plus exactement l'apport de calories est très faible compte tenu des petites quantités utilisées. Il s'agit du sucralose, de l'aspartame, de la saccharine et de l'acésulfame de potassium pour les plus connus. 20 Des avantages et des inconvénients Globalement, on admet que ces substances apportent en moyenne 2,5 Kcal/g mais cette valeur énergétique varie selon que les polyols sont ingérés entre ou pendant les repas. Ils sont peu digestibles et apportent donc moins de sucre dans la circulation. A ce titre, leur ingestion entraîne une élévation moins importante de la glycémie (taux de glucose dans le sang) qu'une quantité équivalente de saccharose. C'est pour cette raison qu'on les utilise dans les produits pour diabétiques. Du fait de leur digestion très incomplète, ils fermentent dans le côlon. C'est pourquoi ils peuvent provoquer des troubles digestifs : gaz, ballonnements, douleurs et éventuellement diarrhées, ce qui limite les quantités qu'on peut consommer. Sur l'étiquetage des produits contenant des polyols, un avertissement est d'ailleurs obligatoire. Bonbons, chewing-gums et pastilles contre le mal de gorge sont les principaux produits qui font usage de ces substances. Mais attention : la mention "sans sucre" qui figure sur l'étiquetage ne signifie pas que le produit ne contient pas de glucides, mais simplement qu'on n'a pas ajouté de saccharose. Des faux-sucres sans calories Le faux-sucre existe sous de nombreuses formes. On a ainsi les petits comprimés d'édulcorants à mettre dans le café. On a le goût du sucre sans les calories. Pour les édulcorants de table sous forme de poudre ou de morceaux, l'apport calorique est simplement moins élevé. L'édulcorant lui même n'apporte pas de calories mais ce qui l'entoure en fournit. Il existe ainsi des "faux sucres" en morceaux composés à 99 % de saccharose et de moins de 0,5 % d'édulcorant (aspartame et acéasulfame). Un morceau de ce «sucre» a la même saveur sucrée qu'un morceau de sucre normal mais apporte deux fois moins de calories : 10 au lieu de 20 Kcal. Des boissons au goût sucré sans sucre Les boissons édulcorées à l'aspartame, à l'acésulfame de potassium ou à la saccharine existent depuis relativement peu de temps sur le marché. Leur autorisation ne remonte qu'à 1988. Ils sont désignés par les mots light, diet… La réglementation oblige à mentionner sur l'étiquette : Le nom du ou des édulcorants utilisés ; "Contient de la phénylalanine" lorsque l'édulcorant est de l'aspartame. On utilise à la place du sucre traditionnel un ou deux édulcorants intenses et l'apport calorique de ces boissons est quasi nul. Ainsi, une boisson au cola apporte-t-elle 100 g de sucre par litre, soit 400 Kcal, alors que son homologue "light" n'en apporte pas du tout. L'intérêt est réel pour les gros consommateurs de ce type de boisson. Les médicaments aussi ! Les aliments ne sont pas les seuls à renfermer des faux sucres ! Ainsi, on trouve des édulcorants dans les médicaments par exemple. Selon l'Agence Française de Sécurité Sanitaire des Aliments (AFSSA), plus de 600 spécialités contiennent de l'aspartame. Mais cet organisme précise que ces apports restent "très limités au regard des apports alimentaires". 21 Des doses à ne pas dépasser ! Pour plus de sécurité, le Comité mixte FAO/OMS d'experts des additifs alimentaires (JECFA), administré conjointement par l'Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture (FAO) et par l'Organisation mondiale de la santé (OMS), a défini des doses journalières acceptables pour certains édulcorants. Il s'agit d'une dose par kilo de poids que chacun ne doit pas dépasser : Edulcorant Doses journalières acceptables Aspartame (E 951) 40 mg/kg Acesulfame potassium (E 950) 15 mg/kg Cyclamates (E 952) 11 mg/kg Saccharine (E 954) 5 mg/kg Sucralose (E 955) 15 mg/kg Pour que ces seuils ne soient pas dépassés, l'Union européenne a défini pour tous les aliments les doses à maximales qu'ils peuvent contenir. Ainsi, vous ne pouvez théoriquement pas atteindre ces seuils en consommant de manière habituelle des produits préparés et autres boissons. Néanmoins, l'AFSSA rappelle que les enfants diabétiques sont considérés comme un groupe à risque : ceux-ci consomment beaucoup de substituts du sucre et ont généralement une faible masse corporelle. Mais pour le reste de la population, il n'y a théoriquement aucun risque, à moins de mettre des dizaines de sucrettes dans votre café… Pour plus de précisions, la FDA ( the Food and Drug Administration ) l'équivalent de la sécurité alimentaire européenne ( the EFSA : the European Food Safety Authority) aux Etats-Unis, a mis l'ADI ( an Acceptable Daily intake = la dose journalière acceptable ) de l'aspartame à 50mg/kg. Mais la EFSA qui combat les addictions alimentaires conseil fortement de ne pas dépasser les 40mg/kg par jour. 22 RUBRIQUE 3 Un exemple détaillé d'un édulcorant: L'aspartame L'aspartame a été découvert en 1965. Son utilisation a d'abord été autorisé aux USA en 1974, puis interdite quelques temps plus tard car il s'était révélé être la cause de maladies graves. Après plusieurs recherches, les scientifiques ont L'aspartame est un édulcorant ayant un goût sucré très puissant (200 fois plus sucré que le saccharose), mais faible en calories. Il est donc souvent utilisé pour les «produits lights». Sa formule chimique est C14H18O5N2. L'aspartame a un goût sucré pour 2 raisons : - Fonction ester, nous observons 2 fonctions ester dans la molécule d'aspartame. Le saccharose ne contient aucune fonction ester, cela explique pourquoi l'aspartame a un goût plus sucré (200 fois plus) que le saccharose. Formule de la fonction ester: -Structure tridimensionnelle: l'isomère responsable du goût sucré s'agit de l'acide aspartique et de la phénylalanine sous leurs formes naturelles. LES DANGERS : Les édulcorants, dont l'aspartame, ont des risques dangereux : -Cancérigène : la Dicétopipérazine, étant l'assemblage de la phénylalanine et de l'acide aspartique (se faisant grâce à la chaleur du corps). -Obésité: L'aspartame a un effet orexigène (qui stimule l'appétit). Le goût sucré de l'aspartame provoque une sécrétion d'insuline alors qu'il n'y a pas de glucose (il n'entre pas dans la composition de l'aspartame) donc une chute de la glycémie : hypoglycémie, ce qui provoque la faim, et incite l'individu à manger ce qui provoque une prise de poids. Le méthanol (CH3OH) est toxique (ingestion, absorption cutanée, inhalation) mais la quantité présente dans l'aspartame est trop faible pour qu'il y est risque d'intoxication. 23 Grâce aux recherches effectuées et les réponses complémentaires apportées par la diététicienne, nous pouvons confirmer la deuxième hypothèse, à savoir que le saccharose peut engendrer plusieurs maladies liées à la surconsommation de sucre, comme les caries, le diabète ou l'obésité. Nous pouvons également réfuter la première hypothèse car le sucre appartient à une famille d'aliment non-indispensable à la vie, puisqu'il est contenu dans d'autres familles d'aliments. En conclusion, nous pouvons très bien vivre sans les sucres dits "de table". Cependant, il n'est pas interdit de s'accorder une petite gourmandise de temps à autre. L'aspartame a été découvert en 1965. Son utilisation a d'abord été autorisé aux USA en 1974, puis interdite quelque temps plus tard car il s'était révélé être la cause de maladies graves. Après plusieurs recherches, les scientifiques ont affirmés que l'aspartame n'était pas dangereux. Il a donc été autorisé de plus en plus dans le monde pour différents aliments (boissons, gâteaux, bonbons...) jusqu'à être totalement autorisé en tant qu'édulcorant général en 1996. Mais depuis, les mêmes questions se posent sur l'aspartame: est-il réellement toxique? Peut-il remplacer le sucre? 24 RUBRIQUE 3 Amalgame entre boisson énergisante et énergétique On a tendance aujourd'hui à faire l'amalgame entre différentes boissons. Nous allons voir quelles types de boissons sont réellement destinées aux sportifs et celles qui ne le sont pas du tout. Boisson énergétique Ces boissons sont destinées à aider le sportif lors d'un effort, a remplacer l'énergie perdue lors de l'effort. Constituants: De l'eau Des glucides : souvent du dextrose, du fructose, des maltodextrines Des sels minéraux : le sodium (un des minraux les plus perdus dans la sueur), le potassium, le magnésium. Des vitamines La boisson énergétique a pour but principal de compenser les pertes hydriques et d'apporter l'énergie nécessaire à un effort. Le goût est un facteur important, il ne doit pas être trop sucré mais doit avoir un goût agréable, et pas acide. Pour bien choisir il est conseillé de tester la boisson auparavant, à l'entraînement. 25 Pour qu'une boisson énergétique agisse bien sur l'organisme, certaines caractéristiques doivent être : La concentration de glucides doit être d'environ 60 à 80 g/l, sachant que notre corps oxyde en moyenne 1 g de glucides par minute. Il ne faut donc pas en consommer plus de 60 g par heure. Un mélange de glucides contenant du fructose est le plus approprié pour augmenter l'oxydation des glucides exogènes par les muscles. Il doit y avoir suffisamment de minéraux, dont le sodium qui est perdu en quantité importante dans la sueur. Le pH de la boisson doit être si possible neutre ou légèrement alcaline pour ne pas agresser l'estomac. Boisson énergisante : Attention Il faut également faire attention à bien comprendre la différence entre boisson énergétique et boisson énergisante. La boisson énergétique répond à la réglementation des produits diététiques de l'effort et est destinée à répondre au besoin d'un effort musculaire intense, alors que la boisson énergisante (du type Red Bull,Monster Energy) ne fait qu'apporter des molécules destinées à augmenter la vigilance mais n'est pas recommandée lors d'un effort de type sportif. Un compromis est incarné par une nouvelle vague de produits dits énergisants. Ce type de boisson est à mi-chemin entre la boisson dite énergétique et la boisson isotonique ou sportive. 26 Le sucre est un allié ! Toutes ces études nous amènent à affirmer que le sucre est un élément indispensable à la vie, et au sportif. Le sucre fait partie intégrante de notre alimentation. Le sportif doit gérer sa consommation de sucre si il veut améliorer ces performances. Mais le sportif consomme beaucoup plus de sucre qu'une personne qui ne pratique pas de sport, car elle l'élimine très rapidement. Les muscles consomment tellement de glucose, qu'ils doivent être alimenté en permanence lors d'un effort intense. Le sucre peut devenir un ennemi lorsqu'il est consommé en trop grosse quantité par des gens qui ne pratiques aucune activités physiques. Pour le sportif, ce n'est pas le cas. Puisque même si un sportif en consomme en grande quantité, son corps lors de l'effort physique l'éliminera. 27 Vocabulaire rubrique 1 Oses : monosaccharides (pouvoir sucrant) hexoses : oses à 6 carbones cétose : état de l'organisme après avoir subi 1 alimentation très faible en sucre. Liaison osidique : liaison chimique covalente entre hydroxyle et hydrogène libre. enzyme : protéine qui facilite une réaction biochimique sans en modifier les produits amylase: (pancréatique) → dégrade amidon pour former des sucres disaccharides monosaccharide : sucre formé d'un sucre simple insuline : permet stockage de glucose → sous influence du taux de glycémie → sous influence direct de la présence d'aliments glycémie : concentration glucose dans le sang voie métabolique : concept recouvrant un ensemble de réactions biochimiques liées par un produit ou un substrat substrat : base matérielle, socle qui reçoit élément et qui lui permet de se développer. Cofacteur : substance chimique non protéique,mais liée à une protéine → nécessaire à l'activité biologique. Anaérobie: réaction qui se fait sans dioxygène CONTRAIRE Aérobie → organisme qui a besoin d'air car les moteurs ont besoin d'oxygène pour fonctionner. Métabolique/métabolisme : action d'une cellule ou + généralement d'un organisme vivant → maintient l'évolution de l'organisme. Oxydation : réaction chimie où un échange d'électrons se fait Cytosol : phase liquide où baignent les organites cytoplasmiques, à l'intérieur des cellules. Lactate (sel de cet acide) → acide lactique : acide organique jouant dans divers processus biochimique. Décarboxylation pyruvate : réaction chimique reliant la glycolyse au cycle de Krebs en convertissant le pyruvate en Acétyl-CoA. NADH : agent de réduction, il fait le transfert des électrons. Catabolismes : phase du métabolisme → les molécules grosses et complexes sont dégradées en molécules + petites et + simples. => Energie libérée. 28