Par Dianne Hermance | Mis à jour le 24 mars 2022
Les glucides, composés de carbone, d'hydrogène et d'oxygène, fournissent à la fois de l'énergie et un soutien structurel aux organismes vivants. Au niveau moléculaire, ils vont des monosaccharides les plus simples aux polysaccharides complexes.
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Les monosaccharides sont des sucres unitaires qui alimentent les processus cellulaires immédiats, tandis que les polysaccharides sont de gros polymères qui stockent de l'énergie à long terme et confèrent une rigidité structurelle aux parois cellulaires et aux exosquelettes.
Les monosaccharides contiennent au moins trois atomes de carbone. Les hexoses, le type le plus courant, contiennent six carbones, dont le glucose, le galactose et le fructose comme exemples clés. Le glucose est le principal substrat de la respiration cellulaire, tandis que le fructose fonctionne principalement comme sucre de stockage. Les pentoses (par exemple le ribose, le désoxyribose) et les trioses (par exemple le glycéraldéhyde) ont respectivement cinq et trois carbones. Leur petite taille leur permet de former des structures en chaîne ou en anneau qui traversent facilement les membranes cellulaires.
Les polysaccharides, en revanche, sont composés de centaines ou de milliers d'unités monosaccharides, ce qui donne des polymères de poids moléculaire élevé qui ne peuvent pas traverser directement les membranes.
Les monosaccharides fournissent une énergie rapide et à court terme. Lorsque les cellules ont besoin d’un approvisionnement plus durable, le glucose est polymérisé en disaccharides ou polysaccharides par des réactions de condensation. Les polysaccharides tels que l'amidon, constitué d'amylose et d'amylopectine, constituent la principale réserve d'énergie des plantes et de leurs graines. Au cours de la digestion, ces polymères sont à nouveau hydrolysés en glucose, qui alimente les voies métaboliques chez les animaux.
La cellulose, le polymère organique le plus abondant au monde, constitue jusqu’à 50 % du carbone terrestre. Son squelette de glucose forme des chaînes linéaires qui se tassent étroitement via des liaisons hydrogène, conférant de la rigidité aux parois cellulaires végétales. Les champignons, les algues et certaines bactéries produisent également de la cellulose. Si la plupart des animaux ne peuvent pas digérer la cellulose, certaines espèces dépendent du microbiote intestinal pour la fermenter. La chitine, un autre polysaccharide dérivé d'un glucose modifié, forme les exosquelettes des arthropodes et les parois cellulaires des champignons.
Le glycogène, l'équivalent animal de l'amidon, est un polymère hautement ramifié qui peut être rapidement décomposé en glucose dans le foie et les tissus musculaires. D'autres polysaccharides, notamment les pectines, les arabinoxylanes, les xyloglucanes et les glucomannanes, contribuent aux fibres alimentaires et à la texture des aliments. Leur solubilité va de soluble dans l'eau à insoluble, influençant leurs rôles fonctionnels dans la nutrition et l'industrie.
Les deux cours sont essentiels à la vie. Les monosaccharides fournissent l’énergie immédiate qui alimente les processus cellulaires ; les polysaccharides assurent un stockage à long terme et un soutien structurel. En nutrition humaine, les fibres alimentaires (principalement les polysaccharides) facilitent la digestion, tandis que les monosaccharides contribuent au goût sucré et au contenu calorique des aliments. La mastication initie la dégradation mécanique des glucides complexes et la digestion enzymatique libère les sucres simples qui pénètrent dans la circulation sanguine.