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UE 3 – Biochimie clinique, Nutrition, Métabolisme
Gonthier
Date : 05/09/16
Promo : DCEM1
Plage horaire : 8H30-11H
Enseignant : M-P. Gonthier
Ronéistes :
Jean Baptiste « Jibé » LEGRAND
Mohammad OMARJEE
Kayyum RADJABALY
De la bioénergétique à la ration alimentaire (3e partie)
I.
II.
La dépense énergétique
Sources alimentaires des substrats énergétiques
1. Catégories d’aliments
2. Types de substrats énergétiques
A.
B.
C.
D.
E.
(début de la ronéo)
Les glucides alimentaires
Les fibres alimentaires
Les lipides alimentaires
Les protéines alimentaires
Notion d’interconversion et substrats énergétiques circulants
3. Utilisation des substrats énergétiques
A. Effets du repas (mesures des flux de substrats énergétiques)
B. Le jeûne
(fin de la ronéo)
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2. Types de substrats énergétiques
Les substrats énergétiques
Comme établi dans les parties précédentes du cours, les substrats énergétiques, à savoir glucides, lipides (y
compris les corps cétoniques dont le cerveau a besoin), et protéines, sont apportés par l’alimentation.
La nature du substrat énergétique utilisé pour compenser nôtre dépense énergétique va dépendre de la
période nutritionnelle. En effet, On distingue 3 états en fonction du temps qui sépare de la dernière prise
alimentaire :
 La période post prandiale : elle correspond aux 8 heures qui suivent la prise alimentaire. Les organes
tels que le foie, le cerveau, les tissus périphériques prennent les nutriments (glucides++) dont ils ont
besoin lors de cette phase et le reste est mis ensuite en réserve surtout sous forme de glycogène et de
triglycérides.
 La période post absorptive : 12 heures de jeûne (le matin à jeun).
 le jeûne (prolongé) au-delà de 16 heures. On mobilise d’autres types de substrats, en particulier les
lipides.
Le rôle des substrats énergétiques
Il s’agit de satisfaire les besoins immédiats d’ATP par leur oxydation dans le cycle de Krebs (L’ATP étant la
molécule énergétique par excellence au niveau cellulaire, avec 10Kcal disponible lorsque la cellule rompt
ses 3 liaisons ester, donc molécule très riche).
Ils permettent également de reconstituer les réserves de glycogène et de protéines, si on est en excédent de
substrats.
Le stockage des protéines se fait surtout au niveau des muscles squelettiques qui les utiliseront lors du jeûne
prolongé. Le glycogène est stocké surtout au niveau du foie et des muscles squelettiques, sachant que les
muscles squelettiques, ces gros radins, lors de la glycogénolyse, vont garder pour eux le glucose formé alors
que le foie va le distribuer à tout l'organisme.
Leur utilisation préférentielle dépend de l'état métabolique et hormonal :
On utilise au début (en post prandiale) du glucose, apporté par l’alimentation. En s’éloignant de cette
période, on commence à puiser dans les réserves de glucose, à savoir le glycogène hépatique.
Encore plus loin du repas, on commencera à utiliser les acides aminés, afin d’obtenir du glucose par la
néoglucogenèse. Si le jeune est vraiment trop prolongé, il existe une limite dans l’usage des protéines : audelà de 50% du stock de protéines utilisées, c’est le tissu adipeux qui prend le relais.
Aura alors lieu la lipolyse, donnant des acides gras qui seront véhiculés jusqu’au foie pour activer la
cétogenèse. Les corps cétoniques permettront à de nombreux organes, cerveau en tête de liste, de remonter
le cycle de Krebs et générer la sacro-sainte ATP.
 Les glucides sont oxydés en période post prandiale par les tissus insulinodépendants et en permanence
par les tissus non insulino-dépendants (cerveau, éléments figurés du sang)
 Les acides gras sont oxydés plutôt quand leur niveau est élevé dans le sang (période post absorptive et
jeûne, exercice physique)
 Les protéines sont oxydées en cas d’afflux important (foie en période post prandiale). Le foie utilise
les acides aminés obtenus pour ses propres synthèses et redistribue les AA en surplus au muscle et si il
y a encore excédents d'AA ils seront oxydés pour donner de l'ATP.
C’est la raison pour laquelle il n’est pas évident de perdre du gras : ce sont les derniers substrats
énergétiques à être utilisés.
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A. Les glucides alimentaires
Définition : ce sont des composés à chaîne carbonée comportant des fonctions alcool, aldéhyde et cétone. D’où
le terme anglais carbohydrate (hydrate de carbone).
Cm (H₂O) n
Intérêt nutritionnel : ce sont des substrats énergétiques obligatoires pour les tissus gluco-dépendants (cerveau,
cellules sanguine) et préférentiels pour les autres. On rappelle que 1 g de glucides équivaut à 4 kcal.
Leur devenir dépend de leur nature structurale.
Classification : il en existe 2.
➔ Structurale : Glucides simples/complexes
➔ Nutritionnelle : Glucides assimilables/non assimilables ou fermentescible.
Généralement les glucides simples sont dits assimilables, c'est à dire absorbés au niveau de l'intestin.
Les glucides complexes sont souvent non assimilables, à l’exception de l’amidon. En effet, cet amidon est
devenu assimilable par l’homme au cours de l’évolution. Tous les autres glucides complexes ne sont pas
assimilables, et prennent le nom de fibres alimentaires.
Ces fibres alimentaires sont utilisées, fermentées par la microflore intestinale comme substrats énergétiques.
En effet, elles atteignent le colon, où la microflore intestinale a la capacité de couper les liaisons C-C et de
générer des AG à courtes chaînes comme le lactate, l'acétate. Ces derniers sont des substrats énergétiques
immédiats à la paroi colique, empêchent son vieillissement et favorisent sa régénération. Ceci explique la
protection contre l'apparition du cancer colorectal et des polypes chez les populations qui consomment
beaucoup de fibres alimentaires.
NB : On désigne par le nom de fibre toute molécule capable d’être utilisée par les bactéries dans le
processus de fermentation.
Classification structurale :
Les oses sont des monomères, alors que les osides présentent plusieurs glucides associés entre eux, avec une
liaison osidique hydrolysable par des enzymes de l’intestin. La structure des glucides conditionne leur
capacité à être absorbés.
 L'amidon est un glucide complexe qui constitue presque 50°/o de la consommation en glucides
journaliers ; glucose répété plus de 5000 fois (soit sous forme linéaire qui constitue l'amylose, soit avec
des ramifications qui constituent l’amylopectine). Elle est pour la cellule végétale ce que le glycogène est
à la cellule animale.
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 Les hétéroglycannes correspondent aux fibres alimentaires, notamment la pectine (peau de pomme),
l’hémicellulose, la cellulose…
Classification nutritionnelle :
C’est la classification des glucides selon leur capacité à être digéré ou pas par les enzymes digestives.
On distingue :
➔ Les glucides assimilables : digérés par les enzymes digestives (de l’intestin)
- Glucides libres :
• Oses (glucose, fructose)
• Diholosides (saccharose, lactose, maltose)
- Polyosides de réserve :
• Amidon
• Glycogène
➔ Les glucides non assimilables : fermentés par la microflore intestinale
- Polyosides de structure :
• Cellulose
• Hémicellulose
• Pectine
Les sources alimentaires de glucides :
VEGETALES (+++)
ANIMALES (un peu moins)
Céréales : glucose+/-,
alimentaires
Légumes : glucose,
fibres alimentaires
amidon++,
fibres Viandes et coquillages : glycogène
fructose, saccharose, Lait (+ produits laitiers) : lactose
Fruits : glucose, fructose, saccharose, fibres
alimentaires
NB : Miel = source de fructose.
Le poisson, comme tout aliment d’origine animale, contient du glycogène, mais en très petite quantité, à tel
point qu’on ne le considère pas comme source de glucides. Il est par contre une source intéressante d’acide
gras.
Propriétés générales des oses et diholosides :
-
Propriété optique (déviation de la lumière)
Grande solubilité dans l’eau
Réducteurs généralement
Propriétés édulcorantes (saveur sucrée)
Le pouvoir sucrant (PS) d’un glucide représente la quantité de glucide nécessaire
pour qu’un individu puisse percevoir une saveur sucrée. Il est défini par rapport au
PS du saccharose. Celui-ci est déterminé pour une solution de 30 g/L à 20°C
(PS=1).
Ex : il faut 23 g de fructose pour avoir la même sensation de sucré, donc
PS (fructose) = 30/23 = 1,3
Glucides
PS
Saccharose
1
Lactose
0,2
Maltose
0,4
Glucose
0,7
Fructose
1,3
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Selon le PS, on aura besoin de plus ou moins de sucre pour une même sensation au final. Ainsi, on peut noter
que le fructose est le glucide le plus intéressant :
- Industriellement parlant, il en faut moins pour la préparation des aliments (coût moindre)
- Médicalement parlant, il est plus favorable pour un patient diabétique (on conseille notamment à
ces personnes de consommer du miel riche en fructose plutôt que le sucre du commerce)
Propriétés de quelques glucides alimentaires majeurs :
✓ GLUCOSE
- C’est un aldohexose et c'est le sucre le plus répandu à l’état combiné (il est peu présent sous forme libre).
- L’apport alimentaire en glucose doit être de 5g/j.
- C’est le seul glucide libre circulant dans le sang (env. 1g/L) ! A l’exception du fructose peut circuler dans
le sang, mais sera ramené aux testicules, pour alimenter les spermatozoïdes du liquide séminal.
/!\ On parle ici de la circulation générale à l’exception de la veine porte qui contient tous les nutriments digérés
et où on peut distinguer d'autres types de glucides. On note également que le On rappelle ensuite que le foie
accueille 3 glucides de l’alimentation (glucose, fructose, galactose), les deux derniers étant transformés en
glucose pour les réactions de métabolisme suivantes.
- Dans le foie, tous les hexoses sont transformés en glucose.
- Très rapidement absorbé, il est véhiculé par la veine porte au niveau du foie. Il atteindra la circulation
générale pour alimenter le cerveau et d’autres organes, et il sera également mis en réserve sous forme de
glycogène. Lorsque la capacité de glycogénèse du foie est atteinte, ce dernier transforme l’excédent de glucose
en glycérol, qui est envoyé au tissu adipeux afin d’être estérifié par les acides gras et générer ainsi des
triglycérides.
- Il est oxydé par glycolyse dans les cellules si besoin énergétique.
- La régulation du taux de glucose dans le sang se fait sous l’action principale de 2 hormones : insuline
(hypoglycémiante) et glucagon (hyperglycémiante).
- Pathologies associées : diabète, obésité.
✓ FRUCTOSE
- C’est un cétohexose et le glucide des fruits et du miel. Il est présent dans l’alimentation sous forme libre
ou généralement lié au glucose (saccharose). L’apport alimentaire doit être de 10 g/j.
- Il est absorbé par les cellules intestinales via GLUT-5 (entérocytes) et converti (transformé en fructose-6phosphate qui entre directement dans la 2e étape de la glycolyse) en glucose par le foie.
- Il a un fort PS, d’où son utilisation essentielle comme « sucre ajouté » dans les produits transformés par
l’industrie agroalimentaire (surtout les boissons sucrées).
- C’est un produit obtenu industriellement après hydrolyse du saccharose ou par isomérisation enzymatique
du glucose obtenu par hydrolyse de l’amidon.
- L’excès de consommation induit une augmentation du taux sanguin de TG qui est un facteur particulier du
risque cardio-vasculaire et neuro-vasculaire. En effet, l’excès entraîne une élévation de la glycémie et le
glucose entre en jeu dans la formation des TG au niveau du tissu adipeux.
- Chez l'homme il est aussi un constituant du sperme et sera donc également dirigé vers les glandes séminales.
✓ SACCHAROSE (ou sucrose)
- C’est un diholoside alliant glucose et fructose. C’est le sucre du commerce.
- Il est extrait de la betterave (1/3 de la production) et de la canne à sucre (2/3 de la production).
- Il a une solubilité très élevée et qui augmente en présence de glucose d’où son utilisation industrielle pour la
fabrication de sirops.
- Les principales sources alimentaires de saccharose sont : les fruits, le miel, la confiture, le chocolat, les
confiseries, les boissons sucrées et l’alcool.
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- L’apport alimentaire doit être de 96 g/j (soit 15% de l’apport énergétique total).
Sa surconsommation peut entrainer un risque de diabète, une obésité, des maladies cardio-vasculaires.
Il est hydrolysé par une enzyme (invertase) de l’intestin grêle.
 LACTOSE
- C’est un diholoside alliant galactose et glucose. C’est le glucide du lait (6-7 g/100 mL pour le lait maternel ;
5g/100 mL pour le lait de vache). Il n’y a pas de différence significative entre quantité de lactose ramené dans
le lait maternel et dans le lait de vache. Le lait maternel est cependant à privilégier car il apporte des éléments
immunitaires intéressants.
- Il est 10 fois moins soluble que le saccharose : la chaleur augmente sa solubilité (d’où l’habitude de chauffer
le lait pour faciliter la digestion).
- Il a une propriété réductrice : il réagit avec les fonctions amines (protéines) du lait (notamment portées la
caséine)  réaction de Maillard conduisant à un brunissement du lait et à son goût caramel s’il est trop chauffé.
- Il est hydrolysé par la lactase intestinale dont l’activité diminue avec l’âge.
Chez le nourrisson l'expression commence à augmenter, il ne faut donc pas saturer l'enzyme.
Au moment de la croissance et de l'âge adulte l'expression est considéré comme optimale et chez les seniors
son expression diminue d'où l'intolérance chez certaines personnes âgées pour le lait.
Les populations asiatiques ne disposent pas d’un taux maximal de lactase. Cependant, cela est de moins en
moins observable à cause du brassage génétique qui a eu lieu (métissage).
Si il y’a déficience génétique du gène de la lactase et non assimilation du lactose, ce dernier atteindra le
colon, où il sera dégradé par les bactéries coliques ce qui donnera du glucose et du galactose. Le glucose
prend la voie entérocytaire et est libéré au niveau du foie, au niveau de la veine porte.
Le galactose libéré entre dans la voie de la glycolyse sauf s’il y a consommation excessive, il sera alors
transformé en acide lactique.
Ainsi s’il y a une consommation excessive de lait, l’apparition de l’acide lactique en grande quantité
diminuera considérablement le pH du colon ce qui augmentera les réactions de fermentations qui entraînera
alors des diarrhées (intolérance au lait), surtout chez le nouveau-né. Ces diarrhées arrivent notamment quand
on boit du lait seulement le matin où quand une maman ne respecte pas les délais entre les biberons de son
enfant.
En agroalimentaire, on utilise l’acide lactique, produit par hydrolyse du lactose, ce qui entraine une
diminution du pH du lait et sa coagulation (ex : yaourt).
Réponse à une question d'une étudiante sur le débat concernant la conso de lait à l'âge adulte : Il est difficile
de dire à une personne adulte de ne pas boire de lait vu que le lait est riche en Calcium et en Vit D en plus de
la caséine qui est riche en AA essentiels.
Question/réponse: Les bébés qui ont un déficit en lactase suivent un régime spécial avec du lait moins riche
en lactose pour habituer l'intestin à apprendre à digérer le lait.
 MALTOSE
- C’est un diholoside alliant 2 glucoses.
- C’est un glucide réducteur abondant dans le malt, farine formée à partir des grains d’orge et utilisée comme
matière première pour la fabrication de bière.
- Il peut dériver de l’hydrolyse de l’amidon par les enzymes salivaires et pancréatiques (amylases) puis est
lui-même hydrolysé par la maltase de la paroi intestinale, d’où la digestion complète de l’amidon ingéré.
/!\ Dans une consultation avec un diabétique, bien penser à lui demander s’il boit de la bière et en quelle
quantité pour adapter son régime correctement.
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✓ AMIDON
- Principal glucide alimentaire, représente 50% des glucides consommés au quotidien.
- C’est un homoglycane (polymère de glucose). Il est considéré comme un glucide complexe mais par contre
il est assimilable.
- Il est constitué de 20 à 25 % d’amylose (chaine linéaire : 300-600 unités associé les unes aux autres par des
liaisons α1-4) et de 80 à 85 % d’amylopectine (chaine ramifiée à 5% : 10⁵-10⁹ unités, la ramification ce fait
par une liaison en α1-6), ce qui constitue le grain d'amidon.
La digestion de l’amidon est particulière : en effet, l’amylase est capable d’hydrolyser les liaisons α1-4.
Elle n’a donc pas de problème à dégrader l’amylose. Pour l’amylopectine, elle pourra dégrader les parties
linéaires, mais laissera intact les ramifications, qui sont des liaisons α1-6. Il restera donc après son passage
des diholosides de glucose (maltose), qui seront dégradés par la maltase. Ainsi la digestion de l’amylopectine
prend plus de temps.
- C’est la réserve glucidique des végétaux (l’amidon animal = glycogène). Il est abondant dans les graines de
céréaux, les tubercules, les légumineuses et dans certains fruits.
- Les mammifères, y compris l’Homme, ont fait une biochimie évolutive, vu qu'ils ont été tellement exposés à
ce type de molécule dans les végétaux, notre organisme a acquis la capacité à produire une amylase qui
dégrade totalement l'amidon.
- Tableau de comparaison de la teneur en
amidon de différents aliments
✓ Pour 100g de riz, il y a 75 à 90g
d’amidon. On remarque que pour les
céréales c’est assez exceptionnel
puisqu’il y a jusqu’à 90% d’amidon.
✓ En ce qui concerne les autres
sources, au sein d’une même sousfamille, les teneurs en amidon sont
assez proches.
✓ Attention à la banane pour le
diabétique. Elle est très riche en
amidon (facilement digéré).
Question : La banane n’est-elle pas également néfaste pour le patient dialysé en raison de sa forte
concentration en potassium?
Réponse : C’est effectivement vrai. La banane est une importante source de substances minérales, dont le
potassium. Il faudra donc faire attention à sa composante glucidique, mais aussi à son impact potentiel sur le
rein, surtout sur des sujets déjà en insuffisance rénale.
- L’amidon commence à être dégradé au niveau de la salive par l'amylase pendant la mastication, puis elle
atteint l’estomac, où le pH acide inhibe complètement l’amylase. A ce stade l’amidon est loin d’être
complètement digéré.
- Puis quand le bol alimentaire atteint le duodénum, l'amylase contenue dans le suc pancréatique prend le relai
pour achever la digestion de l'amidon.
- Donc l'amidon est totalement dégradé au niveau intestinal et absorbé dans l'intestin.
- L’amidon est insoluble dans l’eau à température ambiante (ce n’est donc pas le glucide à donner en cas
d’hypoglycémie).
Pour la culture : Est-ce que lorsqu’on consomme du riz ou du pain froid, on observe un devenir particulier de
l’amidon ? Effectivement, l’amidon se comporte de manière particulière selon la température (ce qui fait varier
sa digestibilité). Le chauffage de l'amidon va modifier sa structure et sa capacité à retenir ou à exclure les
molécules d'eau
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- Lors du chauffage : l’amylopectine forme des cristaux piégeant l’eau et fait gonfler le grain d’amidon
entraînant une augmentation de la viscosité de l’aliment : la solution s’épaissit. C’est la gélatinisation, on
l'appelle en agroalimentaire de la gélatine d'amidon.
- En agroalimentaire, on retrouve ce mécanisme dans la préparation du pain, des fécules de pomme de terre,
maïzena,… où l’amidon est utilisé comme épaississant, souvent utilisé par les industries en agroalimentaire
pour compacter le biscuit.
- En nutrition : la gélatinisation rend l’amidon plus soluble et plus digestible, c'est à dire qu'une quantité plus
importante de glucose peut passer dans le sang.
- Lors de refroidissement, l’amylose forme des cristaux qui excluent l’eau. Il y a donc formation de gels
d’amidon (gélification).
- En agroalimentaire, si l’humidité est trop importante, le gel rétrograde et durcit (pain rassis, gâteaux non
levés : exclusion de l’eau des grains d’amidon de la farine) d’où le conseil de conserver les céréales à l’abri
de l’humidité notamment (perte de la croustillance).
- En nutrition, l’amidon rétrogradé qui a été gélifié sera beaucoup moins digeste pour les amylases digestives.
Il sera donc fermenté par les bactéries du colon de manière similaire aux fibres alimentaires (manger du pain
rassis aura les mêmes effets que mangé des fibres alimentaires).
C’est intéressant de connaître ces processus pour pouvoir aider une personne avec des problèmes intestinaux
à optimiser ses habitudes alimentaires pour un meilleur transit intestinal.
B. Les fibres alimentaires
Historiquement ce terme était utilisé pour le son de blé (la cuticule du blé) que l'on donne aux animaux.
Ce sont des polymères glucidiques complexes qui constituent la paroi des cellules végétales qu’elles rendent
rigides et résistantes. La distribution dans la paroi végétale est la suivante :
 couche externe = pectine
 couche intermédiaire = cellulose
 couche interne = hémicellulose
L’espèce humaine a la possibilité de consommer de ces 3 types de fibres. Les sources alimentaires de fibres
sont les céréales, légumes, fruits.
Tous les glucides complexes qui ne sont pas dégradés au niveau de l’intestin descendent au niveau du colon.
Le colon héberge de nombreuses bactéries (109 à 1010 par gramme de contenu fécal, « nous sommes
bactéries »). Elles sont dites fermentescibles, et fermentent les glucides complexes en d’autres substrats
énergétiques.
En nutrition, on conseille de consommer tout ce qui dit « peau ». Le pain complet par exemple résulte de la
transformation d’un grain de blé dans son intégralité (on garde la coque qui entoure le germe).
C’est important car souvent les mères ne veulent pas que les enfants mangent la peau des fruits, or il faut les
manger car c’est la seule localisation des fibres alimentaires au sein du fruit et elles ont un impact intéressant
sur la santé des cellules du colon.
Aparté sur la farine :
Tout part du grain de blé avec à l’intérieur le germe et à l’extérieur la cuticule (appelé aleurone). Il est broyé,
puis 2 processus sont mis en place, l’un mène à la farine blanche, l’autre à la farine complète. On remarque
qu'il y a un impact du mode de transformation du grain de blé sur sa concentration en fibre.
Pour la blanche c’est uniquement le germe, la cuticule a été retiré, ce n’est que de l’amidon.
Pour la complète : cuticule + germe, c’est riche en minéraux, fibres (cellulose…) et vitamines. Quand le brin
de blé est décortiqué on broie les deux séparément au niveau industriel et on les ajoute en fin de chaîne. On
paye donc plus cher le personnel, les contrôles qualité avant les mélanges etc…
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On essaye aujourd’hui d’obtenir de la farine complète de façon plus simple, en broyant le tout, au lieu de
séparer puis de rajouter à la fin. Cela contribuerait à faire descendre le prix de la farine complète, autrement
plus intéressante d’un point de vue nutritionnel (gustatif, euh, ça se discute) que la farine blanche. Cela dit, il
ne faut pas non plus oublier la composante environnementale. La cuticule est la première enveloppe à être au
contact des pesticides. Par conséquent la règlementation européenne est encore très critique à ce sujet.
Le son, c’est la cuticule, c’est le fameux « déchet » que l’on donne aux animaux.
Farine type 55 (blanche) – 70 (semi-complète) – 80 (complète)  ratio : teneur en minéraux (reflet de la
présence en cuticule). Pendant des années on a donc donné de la confiture aux cochons.
Cela est aussi valable pour le riz. Les mentalités changent, mais cela prend du temps.
Fin de l’aparté
Selon les sources alimentaires, il y a une
variabilité de la teneur en fibres. On peut
distinguer des sources alimentaires riches en
fibres alimentaires :
On voit qu'il y a une très grande variabilité des
teneurs en fibres selon la source considérée.
Il existe aussi des variabilités en teneur de
fibres intra-famille.
Légumes / Fruits crus : riches en eau  effet
dilution, donc moins concentré.
Le procédé de transformation industrielle va
impacter sur la teneur finale en fibres par
rapport à la teneur existante dans la matière
première.
Pour ce qui est des légumineuses, on voit
également qu’elles sont des sources
intéressantes de fibres : il y a des différences
selon les sources de légumineuses.
En particulier, les haricots et les lentilles sont
extrêmement riches en fibre alimentaire. Les
fruits sont peu riches en fibres alimentaires, sauf au niveau de la peau.
Elles sont dites « fibres alimentaires » car non digérées par les enzymes du tube digestif, mais elles sont
hydrolysées, ou fermentées, par la microflore colique, d’où le nom de glucides non assimilables ou
glucides fermentés cibles.
L’apport recommandé est de 35g/j.
Rôle nutritionnel :

Effet sur la motricité intestinale : les fibres alimentaires forment un réseau structural dense qui
retient l’eau et gonfle au cours du transit du bol alimentaire dans l’intestin, ce qui ralentit la digestion
des aliments et facilite leur évacuation par le côlon. Elles vont alourdir le bol alimentaire, ralentir le
transit, et laisser la possibilité aux enzymes de l’intestin d’avoir plus de temps pour digérer les choses.
 prévention de la constipation et amélioration de l’absorption des nutriments.
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
Effet sur l’absorption des lipides : le réseau dense piège les lipides, diminue leur absorption, et
facilite leur élimination dans les selles  prévention des maladies cardiovasculaires.
Une étude épidémiologique a montré qu’une population qui consomme plus de fibres était moins
exposée aux risques cardiovasculaires. D’une part, s’il y a plus de fibres dans l’alimentation, il y a
moins de sucre, donc meilleure régulation de la glycémie. D’autre part il y a une diminution de
l’absorption intestinale des lipides : même si on en mange ils sont plus évacués au niveau des selles
(par contre notre caca devient tout gras. hihi).

Effet sur l’absorption des glucides : les fibres retardent l’absorption des sucres et évitent
l’augmentation trop rapide du taux de glucose dans le sang après le repas  intérêt pour le patient
diabétique dont le contrôle hormonal de la glycémie fait défaut.

Effet sur l’absorption des minéraux : Les fibres alimentaires sont dites favorables à une meilleure
absorption des minéraux : d’ordinaire, les végétaux produisent un composé que l’on appelle l’acide
phytique (dérivé avec 6 groupements phosphates), qui a tendance à se lier aux sels minéraux de la
cuticule, les rendant moins biodisponibles quand ils arrivent au niveau de l’intestin. Les fibres
alimentaires vont lier l’acide phytique par interaction, et donc rendre plus libres et biodisponibles les
minéraux.

Effet bénéfique sur l’état du côlon : Les fibres sont dégradées par les bactéries coliques en
métabolites. Les bactéries coliques vont couper les chaines osidiques et les décarboxyler, ce qui génère
des acides gras à courte chaine. Il y en 3 qui nous intéressent : le butyrate (C4), le lactate (C3) et
l’acétate (C2). Ils vont servir de substrat énergétique pour les cellules de la paroi colique (colonocytes)
et pour la microflore colique  prévention du cancer du côlon : il y a un renouvellement constant de
la paroi colique ce qui évite le vieillissement de la paroi. On retarde l’apparition de polype pouvant
engendrer des tumeurs.
C’est donc aujourd'hui un message nutritionnel très important de demander à la population de manger au
moins 35 g de fibres alimentaires par jour.
Applications dans l’industrie agroalimentaire :
Exemple de la pectine (peau de pomme) utilisée comme additif alimentaire
(E 440) :
 Agent épaississant et de gonflement (agent de texture) car rétention
d’eau importante que l’on retrouve dans les biscuits, la confiture…
 Agent stabilisant des mousses, crèmes, sauces, car stabilise les lipides
et les protéines et évite leur oxydation.
Le « E » utilisé pour les additifs alimentaires, montre qu'il fait partie de la
classification européenne, et qu'il a une autorisation de mise sur le marché
(dossier toxicologique presque aussi lourd que les AMM pour médicaments).
Exemple des fructo-oligosaccharides (FOS) : longues chaines de fructose + glucose qui sont extraites des
végétaux, utilisés comme agents bifidogènes. Ils sont utilisées comme substrat de fermentation par les
bifidobactéries de la microflore intestinale, ce entraine leur croissance. Les FOS sont donc ajoutés dans les
produits lactés fermentés (plus communément nommés yaourts), permettant d’augmenter la population
bactérienne de la flore intestinale et tous les bienfaits qui vont avec : facilite la digestion des aliments,
protection du côlon contre les pathogènes et substances toxiques…
Dès qu’une molécule induit la prolifération de la flore intestinale, on parle de prébiotique. Ces prébiotiques
sont intéressants, notamment chez les obèses dont la flore intestinale est dite « obésogène » : ces personnes
ne consomment pas beaucoup de fibres alimentaires, ce qui entraine une dysbiose (dérégulation de la
composition de la microflore). Il y a un appauvrissement des bactéries du côlon, favorable à la prolifération
de bactéries dégradant en masse des nutriments et laissant passer de grandes quantités de glucose au niveau
sanguin (et donc dérégulation de la glycémie…).
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Si on met ces personnes sous un régime alimentaire riche en prébiotiques, il y a une amélioration de la
dysbiose, ce qui permettrait de mieux réguler leur glycémie, leur masse grasse et réduirait l’inflammation d’un
point de vue systémique. Il y a un vrai intérêt à accorder aux fibres alimentaires jouant un rôle de prébiotique.
C. Les lipides alimentaires
Les lipides sont les matières grasses des aliments (lipos : gras en latin).
Intérêt nutritionnel :
Ce sont des composés très énergétiques (1g de lipides → 9 kcal). Mais ils sont utilisés en période de jeûne :
leur pouvoir énergétique intrinsèque permet de compenser de graves carences énergétiques. Par contre, si on
en consomme trop, cet excédent d’énergie est stocké sous forme de masse grasse.
Le taux sanguin de lipides totaux est de 7g/L. Ils ne circulent pas dans le sang sous forme libre car ils sont
lipophiles : ils circulent sous forme de lipoprotéines.
Avec les lipides endogènes (synthèse par le foie et les tissus adipeux), les lipides alimentaires ont un rôle de
réserve, un rôle structural (bicouche lipidique et membranes des organites cellulaires), et peuvent avoir des
fonctions biologiques majeures (hormones, vitamines, lipoprotéines…) : ils jouent le rôle de précurseur de
molécules importantes (cholestérol précurseur des hormones stéroïdes de la vitamine D…).
Ainsi, sur le plan nutritionnel, ils constituent d’excellents substrats énergétiques et leur consommation doit
être contrôlée. Mais elle reste indispensable car toute carence en lipide va avoir des conséquences sur la
fragilité membranaire des cellules et sur le plan biologique.
En cas de perturbation du métabolisme lipidique, il va y avoir des pathologies associées : obésité, diabète. Ces
2 événements seront des facteurs de risque importants pour tout ce qui est complication vasculaire : tout lipide
qui circule au niveau vasculaire est susceptible d’être rapidement oxydé, ce qui le rend immobile et peut
provoquer une occlusion des capillaires sanguins.
Propriétés générales des lipides :
Les lipides sont insolubles dans l’eau. Dans l’aliment, ils peuvent être présents sous deux états :
 Corps gras visibles = matières grasses isolées du tissu graisseux des animaux (saindoux), des graines
ou fruits oléagineux (huile d’arachide, de tournesol, d’olive) ou lait (beurre).
 Corps gras invisibles qui font partie intégrante du tissu que l’on consomme (viandes, poissons,
fromages, noix) et doivent être intégrés dans le bilan énergétique. C’est ici que l’on doit sensibiliser
les patients à risques diabétique ou vasculaire.
Composition des lipides alimentaires
Les constituants majeurs des lipides alimentaires sont :
 les acides gras (monomères) : A l’état de trace dans l’alimentation, on les retrouve plus à l’état
combiné.
 les alcools gras (forme combinée) :
o Triglycéride (95% des lipides de l’alimentation)
o Cholestérol (4,5%)
o Vitamines liposolubles A, D, E, K (0,5%)
 LES ACIDES GRAS :
Nature : ce sont des acides carboxyliques (R-COOH) à nombre paire de carbones. Une fonction carboxylique
(tête polaire) et queue apolaire → Molécule amphiphile.
→ CH3 – (CH2)n – COOH
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Classification : basée sur le nombre de carbones et de doubles liaisons :
Acides gras saturés (pas de double liaison)
C18 :0 = acide stéarique (graisses animales et végétales)
C16 :0 = acide palmitique (Huile de palme → Risque vasculaire par oxydation et stagnation dans les
vaisseaux).
Ces ne sont pas du tout le bienvenu en nutrition car ils se stockent et s’oxydent très rapidement.
Acides gras insaturés (1 ou plusieurs doubles liaisons)
C18:1, n-9 = acide oléique (insaturé en 9; huile d’olive)
C18:2, n-6 = acide linoléique (insaturé en 6 et 9 ; huile de lin, de tournesol) → oméga 6
C18:3, n-3 = acide alpha-linolénique (insaturé en 3, 6 et 9 ; huile de noix, de colza, graisses de cheval et
poissons d’eau douce) → oméga 3
C20:4, n-6 = acide arachidonique (insaturé en 6, 9, 12, et 15 ; huile d’arachide) → Oméga6
Propriétés des acides gras :
Ce qui est intéressant en nutrition, c’est la classification en acides gras essentiels, ceux dont il n’existe pas de
synthèse endogène :
Les acides linoléiques et alpha-linolénique doivent être fournis par les produits végétaux (huiles). Leurs
dérivés sont aussi dits acides gras essentiels. Ils entrent dans la composition des lipides membranaires, ils ont
donc un rôle très important dans la fluidité des membranes et la capacité de la cellule à interagir avec ses
voisines.
L’autre acide gras essentiel est l’acide arachidonique, précurseur de molécules dites « médiateurs cellulaires »
à fonction biologique majeure. Il joue un rôle dans la composition des membranes, mais a aussi un rôle
immunologique : précurseur des prostaglandines et leucotriènes.
Question 2016 :L’autre prof qui nous fait cours (Nobecourt) nous dit que l’acide arachidonique n’est pas
considéré comme acide gras essentiel. WTF ?
Réponse : Sur le plan nutritionnel, et c’est ce que l’on retrouve dans la littérature, l’acide arachidonique est
un acide gras essentiel dans le sens où il n’y a pas de synthèse endogène. Mais no worries, je me mettrai
d’accord avec Estelle (Nobecourt) si une question doit tomber.
Un autre point sur lequel les informations sont différentes, la composition recommandée d’une assiette : 50%
de glucides, 35% de lipides, et 15% de protéines pour Gonthier, et 50% de glucides, 25% de lipides et 25%
de protéines pour Nobecourt. WTFF ?
Réponse : En fait, à la vue de l’exposition de la population à l’obésité, en pratique on tend vers une diminution
de la consommation des lipides et une consommation de protéines augmentée pour compenser. Mais ces
recommandations ne sont pas encore publiées par l’OMS, d’autant plus qu’augmenter la consommation de
protéines peut être mauvais pour les reins.
Les sources d’acides gras essentiels = huiles végétales et de poisson.
 LES TRIGLYCERIDES ou triacylglycérols
Ce sont des alcools gras. Les triglycérides sont des esters d’acides gras : du glycérol sur lequel viennent
s’estérifier 3 acides gras
Nature :
Ce sont des esters d’acides gras et de glycérol. Ils constituent 90% des lipides totaux alimentaires
Propriétés :
Insolubles dans l’eau → formation de gouttelettes lipidiques sous forme de micelles qui sont utilisées dans
les émulsions alimentaires (ex : fabrication de la mayonnaise.)
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Si oxydation des acides gras constitutifs des triglycérides→ dégradation de flaveur, couleur, texture, saveur
→goût de rance
Lorsqu’ils sont consommés, ils sont désestérifiés, (libération des acides gras) pour entrer dans les entérocytes.
Les entérocytes les ré-esthérifient en triglycéride pour passer dans la circulation sanguine (tout est question
de passer la barrière intestinale). Ces triglycérides seront pris en charge par les chylomicrons qui les véhiculent
par le canal thoracique dans la circulation sanguine pour les amener au niveau du tissu adipeux.
Notions explicitées plus tard par Gille Lambert qui nous livrera tous les secrets et mystères que nous réserve
le métabolisme des lipides.
 LE CHOLESTEROL
Nature :
Le cholestérol est un alcool gras de structure cyclique (noyau stérane) et dit de « haut poids moléculaire »
(C27). Il a une fonction hydroxyle (-OH) qui peut être estérifiée par du C18 :1 et du C18 :2, ce que l’on
retrouve beaucoup dans l’alimentation. Il constitue 5% des lipides alimentaires.
Principales sources alimentaires :
- Jaune d’œuf
- Abats (Dancing queen)
- Huiles et foie de poisson
- Viandes grasses (Porc, agneau)
Tout comme les triglycérides, arrivé au niveau de l’intestin il va être désestérifié. Les acides gras associés
seront ré-estérifiés à la sortie sous forme de triglycéride, et le cholestérol sera embarqué également dans les
chylomicrons. Au niveau du tissu adipeux, le chylomicron est vidé d’acides gras, et le reste de la molécule
(dite remnante) part au niveau du foie. C’est là où le métabolisme du cholestérol commence réellement :
reconstitution des LDL et envoie vers les tissus périphériques.
Intérêt nutritionnel :
 Il est indispensable à toutes les cellules de l’organisme car conditionne la fluidité membranaire.
 Il est le précurseur de macromolécules biologiquement importantes (hormones sexuelles,
corticoïdes, vitamine D, lipoprotéines, sels biliaires).
 Il existe une synthèse endogène (foie, glandes surrénales) mais pas de tissu de stockage. Il faut donc
absolument contrôler l’apport alimentaire de cholestérol d’un individu, car en cas
d’hypercholestérolémie, on a des dépôts vasculaires (plaques d’athérome, tout ça tout ça…).
 Le seul moyen de contrôler le taux de cholestérol sanguin : apport alimentaire recommandé à 600
mg/jour
D. Les protéines alimentaires
Structure :
Les protéines sont des substances azotées synthétisées à partir de 20 acides
aminés qui sont des acides carboxyliques α-aminés.
D’un point de vue nutritionnel : 8 AA sont dits essentiels du fait qu’il n’existe
pas de synthèse endogène : Isoleucine, Phénylalanine, Valine, Méthionine,
Leucine, Thréonine, Lysine, Tryptophane.
MEMO : Iseult Fait Volontiers Marcher Le Trop Lyrique Tristan.
8 AA essentiels chez adulte mais 10 AA essentiels chez le nouveau-né (Arginine et Histidine en plus :
important pour le lait industriel).
Les acides aminés sont reliés entre eux de façon linéaire par des liaisons peptidiques et placées dans un ordre
défini par le code génétique.
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Les protéines se caractérisent par 4 degrés d’organisation : [Elle ne s’attarde vraiment pas dessus]
 Structure primaire: enchaînement linéaire d’acides aminés.
 Structure secondaire: repliement de la chaîne linéaire régulier et stable (en hélice α ou feuillet plissé
ß) ou repliement non régulier (tel que des boucles, des tours, ou des super repliements secondaires
appelés motifs : plis de Rosmann…)
 Structure tertiaire: organisation tridimensionnelle de la protéine → Acquiert sa capacité
fonctionnelle.
 Structure quaternaire (Uniquement protéines multimériques) : plusieurs sous-unités protéiques
s’associent pour générer un complexe protéique quaternaire.
Classification des proteines :
Globalement, la classification nutritionnelle va rejoindre la classification structurale.
Classification nutritionnelle :
• Protéines globulaires : structure sphérique/sphéroïde compacte. Les plus retrouvées dans l’alimentation
(Végétaux ++) et dans les cellules. Exemples :
o Albumines: solubles dans l’eau; répandues dans tissus végétaux et animaux; représentent 20% des
protéines des légumineuses et 4% de celles de la pomme de terre.
o Globulines: peu solubles dans l’eau; souvent associées aux albumines; ce sont les réserves des
graines oléagineuses (60-90% protéines du pois)
•
Protéines fibrillaires : longues et étroites, principalement retrouvées dans les viandes.
o Actine et myosine (protéines contractiles du muscle): 50-55% des protéines du muscle.
Classification structurale :
•
•
Holoprotéines = protéines simples constituées exclusivement d’acides aminés. Cela concernera surtout
les protéines globulaires (albumines, globulines).
Hétéroprotéines = protéines conjuguées à un groupement non peptidique dit prosthétique. On y retrouve
plutôt les protéines fibrillaires, d’origine animale.
o Phosphoprotéines (liées à l’acide phosphorique; ex : caséines = protéines majeures du lait;
insolubles dans l’eau)
o Chromoprotéines (ex : liées au fer = myoglobine = protéine de viande rouge)
Conclusion : Les protéines globulaires sont plutôt des holoprotéines et plutôt d’origine végétale. Les protéines
fibrillaires sont plutôt des hétéroprotéines et plutôt d’origine animale.
Interêt nutritionnel des proteines
Fournissent de l’énergie (1 g protéine→ 4 kcal).
Leur rôle n’est pas qu’énergétique, elles ont un rôle biologique essentiel : hormones, enzymes, molécule
impliquée dans la mise en place du cytosquelette… Elles participent surtout au renouvellement des protéines
de l’organisme, en particulier au niveau du foie, de l’intestin, des muscles et de la peau.
L’organisme a besoin de tous les acides aminés pour synthétiser des protéines impliquées dans des
fonctions majeures comme la division cellulaire, la détoxication cellulaire... Indispensables pour le maintien
des grandes fonctions physiologiques.
En cas de carences, le corps va puiser dans les réserves protéiques mais jusqu’à une certaine limite pour garder
son fonctionnement. Si un individu possède peu de tissu adipeux, son organisme va beaucoup puiser dans les
protéines, et il sera en situation de fonte musculaire.
Suite à l’ingestion de protéines, ces dernières ne traversent pas la paroi intestinale directement : elles sont
dégradées immédiatement en acides aminés par des peptidases intestinales.
Ce sont les acides aminés libres qui seront ensuite absorbés un à un au niveau de l’intestin, orientés par la
veine porte au niveau du foie qui reconstituera ses stocks d’acides aminés lui fournissant de l’énergie.
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Le reste des acides aminés est redistribué au reste de l’organisme pour que chaque organe puisse renouveler
ses protéines.
Un stockage peut-être fait au niveau des muscles (petite quantité). En cas de jeûne prolongé, on aura une
fonte musculaire importante.
Elle insiste sur le fait que les protéines ne se « baladent » pas comme çà dans notre corps. Elles sont
directement dégradées en AA.
Si lors de l’alimentation on apporte trop d’AA d’un coup (5 steaks d’un coup…), on aura une oxydation des
AA qui dégagera une fonction amine dangereuse car convertie en ammoniaque (NH3), métabolisée au niveau
du foie sous forme d’urée dans les urines, et une autre partie sera dégradée en ammonium(NH4+) dans les
urines.
Donc dégradation des protéines dans l’intestin en acides aminés par peptidase → absorption intestinale →
reconstitution en interne des protéines au niveau du foie.
E. Notion d’interconversion et substrats énergétiques (interaction des nutriments)
Que se passe-t-il au niveau des organes dès lors que l’on doit répondre à un besoin énergétique ?
Le texte qui suit est une traduction du schéma ci-avant.
Comme nous l’avons vu, il y aura trois phases : la phase post prandiale (8h après le dernier repas), post
absorptive et le jeûne (au-delà de 16h). En fonction du temps par rapport à la dernière prise alimentaire,
certains substrats énergétiques seront mobilisés plus que d’autres.
Il y aura également la notion d’interconversion des substrats énergétiques à notre disposition pour répondre à
une dépense énergétique.
A un instant T donné, on va pouvoir mobiliser:
- soit nos stocks de glucides qui sont sous forme de glycogène en réserve.
- soit mobiliser nos stocks d’acides aminés qui sont sous forme de protéines,
- soit nos stocks d’acides gras stockés sous forme de triglycérides.
Généralement, les réactions sont réversibles et il y a une interconversion possible des substrats énergétiques.
Donc le catabolisme du glycogène, des protéines et des triglycérides permet de régénérer des unités simples.
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Glycogène → glucose
Protéine → acides aminés
Triglycérides → acides gras
En période de jeûne, le glycogène est le premier à être utilisé, suivent les protéines qui seront dégradées en
AA (uniquement 50% des protéines seront utilisés en période de jeûne, le reste sera conservé pour le maintien
des fonctions vitales) et enfin les triglycérides.
Ces trois types de nutriments intra cellulaires vont eux même converger vers le cycle de Krebs pour générer
de l’ATP.
• Le glucose 6 P servira à synthétiser du pyruvate, qui lui-même rentrera dans le cycle de KREBS, via la
fabrication d’Ac CoA, pour la synthèse d’ATP.
• De même les acides aminés sont capables de générer du pyruvate ou de l’Ac.CoA pour la synthèse d’ATP.
• Les triglycérides pourront être bêta-oxydés pour générer de l’Ac.CoA qui alimentera le cycle de KREBS et
générera de l’ATP. En période de jeûne, nous sommes éloignés de notre dernier repas, donc le taux
d’insuline est très bas, et le glucagon lui augmente. Cela entraîne une dégradation des TG (lipolyse) en
acides gras et glycérol. Le glycérol sera réutilisé au niveau du foie pour produire du glucose.
En situation de jeûne prolongé, les triglycérides permettent à partir d’Ac.CoA de générer des corps
cétoniques, utilisables par le cerveau en cas de carence énergétique.
Le glucose 6P génère du pyruvate, converti en Ac.CoA en présence d’oxygène, ou en lactate en situation
d’anoxie qui pourra lui-même servir à synthétiser du glucose.
Donc nous avons ici une véritable interconversion entre nutriments : le but étant que l’organisme se
débrouille pour récupérer de l’énergie et s’assurer que l’activité cérébrale tourne. Rappelons que le cerveau
est un organe glucodépendant et que l’organisme va tout faire pour que le cerveau puisse bénéficier de
glucose constamment. S’il y a un manque important de glucose → cycle de RANDLE qui génère des corps
cétoniques qui serviront de substance énergétique pour le cerveau.
Substrats énergétiques :
Substrats ayant un rôle dans le métabolisme glucidique :
●Glucose : venant de l’alimentation, de la glycogénolyse ou de la néoglucogénèse hépatique et/ou rénale.
●Lactate : venant du métabolisme du glycogène dans le muscle et du glucose dans les hématies, peut être
directement oxydé dans le rein et le cœur ou converti en glucose dans le foie et le rein ( on considère plutôt
le pyruvate comme un intermédiaire intra cellulaire , mais il y a une quantité minime qui circule donc pas
de contradiction avec la légende)
●Pyruvate :intermédiaire clé du métabolisme du glucose
●Glycérol :libéré à partir des triglycérides adipocytaires, qui peut être converti en glucose
ou en TG dans le foie.
Les protéines : Elles circulent sous forme d’acides aminés.
Substrats énergétiques circulants, dérivant des lipides :
●Acides gras (circulent liés à l’albumine). Ils peuvent aussi circuler sous forme de chylomicrons synthétisés
au niveau de l’intestin.
●Corps cétoniques : formés par le foie à partir des AG lors du jeûne prolongé, peuvent être oxydés au
niveau du cerveau, du rein et du muscle.
●Les triglycérides dérivant de l’alimentation seront transportés :
- soit par des lipoprotéines qu’on appelle les chylomicrons (CM) formés dans l’intestin en période
post prandiale
- soit par les LDL produits au niveau du foie
(Les triglycérides vont être transportés au niveau du tissu adipeux qui dispose de lipoprotéines lipases qui
vont décharger les CM en triglycérides pour les stocker. Le reste sera envoyé vers le foie sous forme de
remnantes pour continuer le métabolisme des lipides)
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3. Utilisation des substrats énergétiques
A. Effets du repas (mesure des flux de substrats énergétiques)
A quel moment ces substrats énergétiques seront préférentiellement utilisés ?
Lorsque l’on vient de prendre un repas, il y aura plusieurs flux de substrat énergétiques possibles provenant
des glucides, lipides, protéines.
- La période post prandiale se caractérise par une stimulation de la sécrétion d’insuline qui va permettre
d’orienter l’excès de substrats énergétiques vers le stockage.
- L’insuline a 5 actions principales dans le métabolisme énergétique :
● Elle inhibe la lipolyse (libération des AG du tissu adipeux)
● Elle stimule le transport du glucose dans le foie, le muscle et dans le tissu adipeux.
● Elle stimule la synthèse du glycogène (foie, muscle)
● Elle favorise la synthèse des triglycérides par le tissu adipeux
● Elle inhibe la néoglucogénèse et la glycogénolyse
L’insuline arrête les voies de dégradation des formes de stockage.
1. Métabolisme post prandial du glucose
Voici l’exemple d’une situation où l’on consomme 90 g de glucose:
Ce schéma montre assez précisément la répartition du glucose, de son devenir :
 une partie sera oxydée directement au niveau des organes tel que le cerveau et cellules sanguines,
 une partie convertie au niveau des reins en lactate
 le reste utilisé pour l’activité musculaire et donc directement dégradé en ATP.
Mis à part cette oxydation directe, le glucose sera mis en réserve et stockée au niveau du foie et du muscle
sous forme de glycogène. Le reste sera converti sous forme de glycérol pour alimenter la synthèse de
triglycérides au niveau du tissu adipeux, permettant ainsi leur stockage pour éviter l’hyperglycémie.
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Au niveau hépatique, le glucose est transformé en glucose 6P.
Soit il l’utilise pour ses propres besoins dans la glycolyse, soit le glucose 6P servira à stocker le glucose sous
forme de glycogène, en étant d’abord converti en glucose 1P. Il peut être également envoyé au niveau des
tissus périphériques et pourra servir aux cellules sanguines en tant que substrat énergétique.
En plus de cela, il y’a environ 10% du glucose ingéré qui sera utilisé par la voie des pentose-phosphates (VPP)
afin de générer des acides nucléiques.
Métabolisme hépatique du glucose en post prandial
Stockage : glycogenèse + lipogenèse
(Glycogénogenèse)
(Lipogénese)
Point très important au niveau du foie : le glucose est capté par le transporteur GLUT2 qui contrairement
aux autres transporteurs de glucose, n’est pas saturable ! Il n’est présent qu’au niveau du foie et des
cellules béta des ilots de Langerhans et c’est stratégique !
En effet plus le foie voit arriver du glucose, plus il est capable d’en stocker.
La cellule béta quant à elle, doit être capable d’adapter sa sécrétion d’insuline par rapport à la glycémie.
On voit aussi que ce glucose sera utilisé par le foie par ses propres besoins, l’autre partie est mise en réserve
sous forme de glycogène et de TG. De plus le glucose arrivant au foie peut être utilisé par la
VPentosesPhosphates (comme on l’a dit plus haut).
Oxydation périphérique du glucose
Insuline : utilisation préférentielle du glucose et blocage de l’utilisation des AG (qui vont alors être stockés
par le tissu adipeux)
Au niveau du tissu adipeux, il peut y avoir une
oxydation périphérique du glucose si le tissu est en
besoin énergétique. Sinon il va aussi faire ses réserves.
L’insuline jouera un rôle dans l’utilisation
préférentielle du glucose et la
limitation de
l’utilisation des acides gras (en fait elle limite leur
dégradation en ATP, mais par contre favorise leur
transformation en triglycérides donc l’insuline est
lipogénique) pour permettre une diminution de la
glycémie.
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L’insuline permet la translocation du transporteur GLUT4 au niveau de la membrane adypocytaire pour
que ce glucose puisse:
 entrer dans la glycolyse pour générer de l’ATP
 et surtout pour qu’il soit converti en glycérol pour qu’il puisse, avec les acides gras, générer des
triglycérides.
2. Métabolisme post prandial des lipides
● Les lipides du repas sont essentiellement constitués de triglycérides (non solubles dans le sang)
● Ils sont hydrolysés dans lumière intestinale puis, après absorption dans les entérocytes, ré estérifiés avec
des apoprotéines B48 et A1 pour former des chylomicrons.
● Les chylomicrons, contrairement aux autres substrats entrent dans la circulation par le canal thoracique et
sont captés essentiellement par le tissu adipeux grâce à la lipoprotéine lipase (LPL activée par l’insuline) qui
décharge le CM en acide gras par hydrolyse (du coup le tissu adipeux voit arriver une très grande quantité
d’acides gras).
Et le reste des CM ,qui est moins enrichi en acide gras, mais associé à un enrichissement en apo E , forme
des vésicules de remnant qui vont être véhiculées au niveau du foie où elles seront reconnues par des
récepteurs spécifiques des apoprotéines B et E pour être ensuite mobilisées et former d’autres lipoprotéines
par un enrichissement en cholestérol.
Ainsi en période post prandiale, les lipides ingérés sont directement orientés vers le stockage au niveau du
tissu adipeux.
Une particularité est que lorsque les fibres alimentaires sont dégradées en acides gras à courte chaîne (butyrate,
acétate et lactate), ce seront les seuls à pouvoir passer par la veine porte et à être véhiculés au niveau du foie.
Sinon les autres triglycérides seront embarqués avec les CM pour être stockés dans le tissu adipeux.
3. Métabolisme post prandial des proteines
Les protéines sont directement dégradées dans l’intestin en acides aminés.
Les acides aminés arrivant au foie sont:
●
soit oxydés tout de suite par désamination pour générer de l’énergie.
●
soit utilisés in situ pour la synthèse des protéines hépatiques.
●
soit passent dans le sang pour être captés par les tissus périphériques et principalement le muscle.
B. Le jeûne
À distance de la période prandiale, la baisse de l’insulinémie et l’élévation du glucagon
vont permettre à l’organisme d’utiliser les réserves énergétiques. (En fonction du jeûne, on va d’abord avoir
une phase glucidique en utilisant d’abord le glycogène, puis une phase protéique puis lipidique).
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Ce qui fait que dans un régime amaigrissant, il faudra vraiment être en carence énergétique pour pouvoir
mobiliser le gras.
Rappel : Le glucagon a une action « contraire » à l’insuline. Elle favorise la dégradation des TG et inhibe donc
le stockage.
Le niveau des réserves énergétiques dépend de la composition corporelle de l’individu, et notamment de son
niveau de masse grasse. Ces réserves ne sont pas toutes entièrement mobilisables. C’est ainsi que le
glycogène musculaire est uniquement disponible au niveau du muscle. Par ailleurs un maximum de 50 %
des réserves protéiques peut être utilisé pour l’oxydation.
Dans ce tableau, est résumé les différents types de réserves énergétiques chez un sujet de 70kg
Le tissu adipeux sera une véritable réserve énergétique qui correspond à 12KG du poids de cet individu.
Les protéines musculaires, vont jouer un rôle important, d’un point de vue quantitatif, en tant que substrat
énergétique mobilisable dans cette situation de jeûne. Puis on puisera dans le stock de glycogène au niveau
du foie, du muscle.
Evolution de la consommation de glucose (g/j) au cours du jeûne
Plus la durée du jeûne augmente plus on aura une modification de la consommation de glucose.
Utilisation des réserves énergétiques pendant le jeûne
- Un des points majeurs de l’adaptation au jeûne est de permettre la permanence d’un apport énergétique au
cerveau. Suivant la phase du jeûne, ces substrats seront le glycogène hépatique, le glucose dérivé des
protéines et les acides cétoniques dérivés des acides gras.
- Les autres organes utilisent les acides gras comme substrat dès la chute de l’insulinémie.
- Le jeûne peut être subdivisé en 3 phases (glucidique, protéique, cétonique).
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Au cours de ces phases, la consommation de glucose de l’organisme va progressivement diminuer, en raison
de deux phénomènes :
● une diminution de la dépense énergétique
● la synthèse par le foie de corps cétoniques qui pourront être utilisés par le cerveau, permettant la
diminution du besoin en glucose.
⇒ La phase glucidique
- C’est la période interprandiale qui commence à la fin de la digestion et dure environ 20 h
- Les substrats oxydés sont :
* le glucose, qui provient de :
● La glycogénolyse hépatique activée par une baisse de l’insulinémie et l’élévation du glucagon ; elle est
couplée à une inhibition de la glycolyse; ce qui permet une orientation du glucose vers la circulation
(glycogène musculaire ne peut être utilisé qu’au niveau du muscle, la formation de Glucose 6P étant
irréversible dans cet organe). La réserve de glycogène hépatique est épuisée au bout de 20 h pour une
utilisation de 5 g/heure.
● La néoglucogénèse activée par :
○ L’augmentation de la quantité de substrats glucoformateurs, notamment le glycérol provenant de la
lipolyse, les acides aminés glucoformateurs (alanine, glutamine), le lactate.
○ L’augmentation de la synthèse et/ou de l’activité des enzymes clés de la néoglucogenèse et diminution
de la synthèse et/ou de l’activité des enzymes clés de la glycolyse
* les acides gras, qui proviennent de la lipolyse (tissu adipeux) et sont utilisés par tous les tissus sauf
cerveau et éléments figurés du sang.
⇒ La phase protéique
Commence entre 1-3 jours de jeûne :
● La dépense d’énergie diminue, en raison d’une baisse d’activité et d’une diminution des interconversions
entre substrats.
● La production de corps cétoniques est encore insuffisante.
● Les besoins du glucose du cerveau (120 g/jour) sont entièrement couverts par la néoglucogénèse,
provenant essentiellement des protéines (120 g de glucose proviennent de 200 g de protéines) et du glycérol
fourni par la lipolyse.
● Les autres organes oxydent des acides gras. Cette phase se caractérise donc par une augmentation de la
protéolyse et une négativation du bilan azoté, traduisant la perte de protéines corporelles.
⇒La phase cétonique
- Démarre après plus de 3 jours de jeûne
- Les substrats sont principalement fournis par la lipolyse
- Les acides gras produits sont :
● soit oxydés directement au niveau du foie, du muscle, du tube digestif et du rein.
● soit transformés en corps cétoniques par le foie qui les envoie au niveau du cerveau et des éléments
figurés du sang, mais également au niveau des muscles, du tube digestif et du myocarde.
- L’utilisation du glucose est réduite de plus de 50 %, ce glucose provient de la néoglucogénèse. Le bilan
azoté est nul ou faiblement négatif.
Plus le jeune perdure, mieux l’organisme devra s’adapter. Comme on a pu le voir dans le tableau, la
consommation de glucose du sang reste stable afin de fournir l’énergie aux éléments figurés. C’est pourquoi
notamment les muscles, les reins, vont s’adapter et diminuer leur consommation de glucose et essayer de
trouver d’autres substrats énergétiques pour fonctionner.
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CONCLUSION
Les besoins en énergie correspondent à la quantité d’énergie nécessaire pour maintenir les fonctions
physiologiques et faire face à certaines périodes telles que la croissance, la gestation, la lactation, un exercice
musculaire.
- La dépense énergétique totale résulte de 3 composantes : métabolisme de base + thermogenèse + exercice
musculaire et est variable selon l’individu.
- C’est l’apport alimentaire de substrats énergétiques (macronutriments) en quantité adaptée qui permet de
couvrir notre dépense énergétique. Mais, l’apport de micronutriments non énergétiques tels que les vitamines
est aussi essentiel. En effet, même si ces micronutriments n’ont pas de pouvoir énergétique intrinsèque,
souvent ils vont aider au meilleur métabolisme des macronutriments.
Exemple : le Co enzyme A est un cofacteur enzymatique et correspond à la vitamine B5 ou encore les
cofacteurs FAD et FMN sont des dérivés de la vitamine B2, la riboflavine.
- La mise en jeu de l’adaptation à un déficit énergétique est sous contrôle hormonal (INSULINE) et
probablement aussi neuroendocrinien. Plusieurs évènements majeurs surviennent :
● ↓ des dépenses énergétiques
● ↓ de la sécrétion d’insuline et ↑ de la sécrétion de glucagon (pour permettre les situations d’oxydation
énergétique). La ↓ de la sécrétion d’insuline est probablement le phénomène endocrinien le + important
(pour activer lipolyse, néoglucogenèse et protéolyse musculaire).C’est là-dessus que les médicaments vont
intervenir, pour mimer l’action d’hormones qui ne seraient pas suffisamment efficaces ou qui seraient
manquantes).
● La régulation au niveau moléculaire est aussi essentielle: les flux s’adaptent parce que les
activités enzymatiques s’adaptent, ou que le nombre de transporteurs comme GLUT 4 diminue.
Fin de cette troisième partie.
Et comme une ronéo sans QCM, c’est comme un couscous merguez sans pois chiche : on a une sensation
d’incomplet, voici de quoi régaler vos papilles :
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This is it !
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