Glucose et glycogène

Chez les plantes, les cellules possèdent une membrane cellulaire et une paroi cellulaire. Chez les plantes, la cellule peut devenir si grande que la membrane se presse contre la paroi cellulaire. Si la croissance continue, la paroi cellulaire peut éclater. Cependant, les humains et les animaux n’ont pas de paroi cellulaire, ce qui signifie que la membrane peut s’ouvrir dans cette situation.

Le glycogène, la forme sous laquelle le glucose peut être stocké par les muscles, a une valeur osmotique plus faible, ce qui évite ce danger.

Stockage primaire et stockage secondaire

Le glycogène est une forme importante de stockage d’énergie. Ce stockage s'effectue dans le foie (environ 100 grammes), mais principalement dans les muscles [5,6].

Le glycogène fournit une énergie rapide « bon marché ». Par « bon marché », j’entends qu’il faut peu d’énergie pour libérer l’énergie du glycogène. Toutefois, le glycogène peut être stocké en quantités limitées. Certains chercheurs citent 30 à 40 minutes d’activité vigoureuse comme durée maximale pendant laquelle le glycogène est épuisé [7].

Graisse corporelle est donc appelé stockage primaire. Il faut plus d’énergie (sous forme d’oxygène) pour rendre disponible l’énergie des graisses, mais une bien plus grande quantité peut être stockée.

Dans ce contexte, j'ai parfois fait une comparaison entre le bodybuilder le plus lourd de tous les temps, qui pèse un peu plus de 140 kilos à sec (avec très peu de graisse corporelle) et les personnes au poids énorme qui pèsent plus de 400 kilos. De plus, le glycogène n’est responsable que d’une petite partie du poids musculaire. Pour 100 grammes de « muscle humide », il y a un maximum de 3 à 4 grammes de glycogène. Et c'est déjà à ce moment-là que le stock est d'abord épuisé, puis réapprovisionné en trois jours environ [8] . Cependant, cela se fait déjà selon un protocole spécial dans lequel le glycogène est d'abord épuisé en mangeant peu ou pas de glucides et en étant intensément actif, puis il est reconstitué (épuisement et charge en glucides). Normalement, la quantité de glycogène est d'environ 1,5 à 2 grammes pour 100 grammes de « muscle humide »[8-12].

Le stockage maximum de glycogène peut être amélioré en augmentant la masse musculaire, mais cela reste limité. Pour une personne moyenne, 200 fois plus d’énergie est stockée dans la graisse corporelle que dans le glycogène.

Lorsque le glycogène des muscles (« glycogène musculaire ») est épuisé, le glycogène du foie (« glycogène hépatique ») peut être utilisé. Comme mentionné, le glycogène ne peut pas être déplacé dans la circulation sanguine, il doit donc d’abord être reconverti en glucose. Une fois dans les muscles, le glycogène est à nouveau produit. Une différence entre le glycogène musculaire et le foie est qu’une fois que le glycogène est présent dans les muscles, il ne peut plus être converti en glucose. Le glycogène est le même. Cependant, l’enzyme qui convertit le glucose en glucose dans le foie (glycogène-6-phosphatase) est absente des muscles.

Glycogène dans la viande consommée

Avant de passer à la conversion des glucides en glycogène et vice versa, je souhaite d'abord décrire brièvement ce qui arrive au glycogène présent dans la viande que vous mangez (si vous en mangez).

Après tout, la viande est principalement constituée des muscles des animaux et de la graisse qui les traverse et les entoure. Ces muscles contiennent également du glycogène. Comme mentionné précédemment, seuls les glucides simples peuvent être absorbés dans le sang. Le glycogène est un polyglucide car il peut contenir jusqu'à 10 000 chaînes de glucose [13].

Avant que le glycogène contenu dans la viande consommée ne soit stocké sous forme de glycogène dans votre propre corps, il doit d’abord être décomposé en glucose. Un nouveau glycogène peut alors être produit dans le foie ainsi que dans les muscles après que le glucose y ait été transporté via le sang.

Hormones régulatrices : insuline

La quantité de glucose dans le sang doit être maintenue au bon niveau. Celui-ci ne doit être ni trop bas ni trop élevé. Lorsque cela se produit, nous constatons les symptômes que nous observons dans les (mauvais cas) chez les diabétiques.

Pour réguler la quantité de glucose dans le sang, votre corps utilise des hormones telles que l'insuline, le glucagon et l'adrénaline. Je parlerai d’abord de l’insuline, puis brièvement du glucagon et de l’adrénaline.

L'insuline est l'abréviation de l'hormone nommée d'après les « îlots de Langerhans ». Ce sont les cellules regroupées sous forme d'îlots (latin = « insula ») dans le pancréas. Ceux-ci furent découverts par Paul Langerhans (1847 -1888). L'insuline est l'une des hormones fabriquées ici. 

L'insuline est une hormone polypeptidique* et a à ce titre une fonction messagère. L'insuline indique à diverses cellules du corps comment gérer le glucose dans le sang. Lorsque la quantité de glucose dans le sang augmente en raison de l’ingestion de glucides (digestibles), les îlots de Langerhans produisent de l’insuline. Cette insuline pénètre dans le sang aux côtés du glucose et est ainsi transportée vers diverses cellules de l'organisme. Pensez notamment aux cellules musculaires et aux cellules adipeuses. L'insuline peut donner à ces cellules des instructions qui entraînent une réduction de la quantité de glucose dans le sang. Ces commandes sont :

• Augmenter la synthèse des protéines dans les muscles : créez plus de protéines dans les muscles à partir des acides aminés disponibles dans le sang. Cette étape assure la croissance musculaire !
• Augmente la synthèse des acides gras dans les cellules graisseuses, la « lipogenèse ». Lorsque les réserves de glycogène sont pleines et que les niveaux de glucose sont encore élevés, le glucose est converti en acides gras dans ce qu'on appelle le cycle de l'acide citrique (via l'acétyl-CoA). Cette étape assure la production de graisse corporelle [6,14] !
• Foie et muscles : Absorbent plus de glucose et le transforment en glycogène (augmentent la « glycogenèse », la production de glycogène)
• Diminuer la « gluconéogenèse/glycogénolyse » : L'inverse de l'étape précédente : La production de nouveau glucose (gluconéogenèse) à partir du glycogène est réduite. Une autre façon de dire les choses est que la dégradation du glycogène (glycogénolyse) en glucose doit être réduite. 

*_{Un polypeptide-hL'ormone est constituée de chaînes d'acides aminés et ne diffère des protéines que par le plus petit nombre d'acides aminés.} 

Hormones régulatrices : Glucagon et adrénaline

Lorsque la quantité de glucose dans le sang devient trop faible, la libération d’insuline par le pancréas diminue. Cela libère du glucagon dans la circulation sanguine. Le glucagon, comme l'insuline, est une hormone polypeptidique. Tout comme l’insuline, elle circule dans le sang pour donner des instructions aux différentes cellules. Dans ce cas, il s'agit d'affectations qui conduisent en réalité à une augmentation de la quantité de glucose en augmentant sa production (« gluconéogenèse »).

L'adrénaline agit également comme substance de signalisation, mais elle est produite dans la médullosurrénale et le cerveau et agit via les nerfs. Les tâches qui libèrent du glucagon et de l'adrénaline sont :

• Augmenter la glycogénolyse : décomposer plus de glycogène en glucose. Cela se fait en déconnectant les molécules de glucose libres du glycogène, qui est ensuite converti en glucose-1-phosphate puis en glucose-6-phosphate.
• Augmente la protéolyse. (Cela se produit également sous l'influence de la norépinéphrine). Décomposez plus de protéines en acides aminés qui peuvent finalement être convertis en substances glucose et cétone. Provoque une dégradation musculaire !
• Augmente la lipolyse. Décomposez plus de graisse corporelle en glycérol et en acides gras libres. Ceux-ci peuvent ensuite être utilisés dans le cycle de l’acide citrique pour fournir à nouveau de l’énergie. Brûle la graisse corporelle !

Équilibre entre développement musculaire et combustion des graisses

Comme vous pouvez le constater, l’insuline construit les muscles et la graisse corporelle, tandis que le glucagon les décompose. Il est donc souvent très difficile en pratique de gagner de la masse musculaire et de brûler des graisses en même temps.

Cela ne fonctionne généralement que lorsque les gens commencent tout juste à s'entraîner ou ont un pourcentage de graisse élevé. Ou quand quelqu'un n'est pas naturellement prédisposé à un stockage important de graisse (ectomorphes). Pour d'autres, le défi consiste à trouver l'équilibre délicat entre manger suffisamment de glucides pour développer leurs muscles et ne pas prendre trop de graisse corporelle.

Cela peut être fait, par exemple, en mangeant moins de glucides pendant un certain temps et en brûlant ainsi la graisse corporelle. Dans ce classique, dit en vrac et couperméthode Par exemple, en remplaçant les glucides par des protéines, ils essaient de garantir la disponibilité d’une quantité suffisante d’acides aminés. Cela limite la dégradation des protéines dans les muscles.

Calendrier des glucides

Non seulement la quantité, mais aussi le moment et le type de glucides consommés peuvent faire une grande différence. Par exemple, manger des glucides rapides avant de s'endormir n'est souvent pas recommandé car il y a peu de besoins en glycogène à ce moment-là. Les chances de conversion en graisse corporelle sont alors plus grandes. Cependant, avant un exercice intense, il faudrait s'assurer qu'il y a suffisamment de glucose pour éviter le besoin de dégradation musculaire.

Cependant, il existe de nombreuses stratégies pour utiliser l’apport en glucides à votre avantage. Certains sont diamétralement opposés les uns aux autres et peuvent néanmoins travailler ou ne pas travailler en raison, entre autres, de différences personnelles. Pensez au familier Régime Atkins, le régime cétogène ou tout autre régime pauvre en glucides. Pensez également à des choses comme chargement de glucides et chargement arrière des glucides qui sont tous discutés ici dans des articles séparés.

Les connaissances sur la place des glucides dans l’alimentation évoluent constamment. Cela fait du bien de continuer à s’informer, mais surtout d’expérimenter et de voir ce qui fonctionne le mieux pour vous personnellement. 

Le glucose comme intermédiaire de l'ATP dans le cycle de l'acide citrique/cycle de Krebs

Jusqu’à présent, j’ai souvent parlé du glucose comme carburant. Cependant, le glucose sert souvent aussi d'intermédiaire, une sorte de « produit intermédiaire ».

Les différentes cellules elles-mêmes n’utilisent pas le glucose ou le glycogène comme carburant, mais l’ATP, l’adénosine triphosphate. Par exemple, le glycogène est utilisé pour produire rapidement du nouvel ATP lors d’une activité de haute intensité. Dans d'autres cas, cela se fait via l'acide lactique.

La série sur les systèmes énergétiques explique quelle source (glucose/glycogène, graisses ou acides aminés) est utilisée en fonction de l'activité et de la durée.

ATP

L'ATP est la réserve d'énergie immédiatement disponible. Le corps dispose de diverses sources pour produire du nouvel ATP, selon la situation. Par exemple, le cerveau utilise une grande partie de l’apport quotidien en glucose pour générer de l’ATP. Pas moins de 120 grammes. Ou en d’autres termes : au repos, environ 60 % de tout le glucose. Lorsqu’il n’y a pas suffisamment de glucides, le cerveau les utilise à cet effet cétones [15]. 

Lisez également l'article : Systèmes énergétiques du corps, le système ATP

De nombreuses conversions du glucose en d'autres substances et vice versa abordées dans cet article, ainsi que celles des graisses et des acides aminés, ont lieu dans un processus complexe appelé cycle de Krebs ou cycle de l'acide citrique.

Pour avoir un bon aperçu du fonctionnement exact du métabolisme des glucides, des graisses et des protéines, il est nécessaire d’étudier le cycle de l’acide citrique. Cependant, cela est si complexe qu’il est presque difficile à comprendre pour un profane. À moins que vous ne soyez suffisamment motivé et patient pour consulter plusieurs sources en plus du Wiki pour chaque nouveau terme afin de bien comprendre le fonctionnement de chaque terme.

Il serait exagéré d’en discuter ici en détail, car la distance entre la théorie et la pratique devient trop grande. Surtout si cela n’est pas fait à l’aide d’exemples pratiques. Je discuterai uniquement des différents soi-disant chemins, les itinéraires allant du matériau de départ au matériau final, dans les parties suivantes lorsque cela est nécessaire dans le contexte.

Références

1. Brosnan JT. Commentaires sur les besoins métaboliques en glucose et le rôle de la gluconéogenèse. Eur J Clin Nutr. Avril 1999 ; 53 Suppl 1 : S107-11.
2. Jenkins DJ, Wolever TM, Taylor RH et al. (mars 1981). « L'indice glycémique des aliments : une base physiologique pour l'échange de glucides ». Suis. J. Clin. Nutr. 34 (3) : 362-6. PMID 6259925.
3. Freeman, Janine (septembre 2005). "Le débat sur l'indice glycémique : le type de glucides est-il vraiment important ?". Prévisions sur le diabète. Archivé de l'original le 14 février 2007.
4. « Base de données IG ». Web.archive.org. Récupéré le 01/08/2012.
5. Jørgen Jensen, Per Inge Rustad, Anders Jensen Kolnes et Yu-Chiang Lai. Le rôle de la dégradation du glycogène musculaire squelettique pour la régulation de la sensibilité à l'insuline par l'exercice. Physiol avant. 2011 ; 2:112. doi : 10.3389/fphys.2011.00112PMCID : PMC3248697
6. Acheson K.J., Schutz Y., Bessard T., Anantharaman K., Flatt J.P., Jequier E. (1988). Capacité de stockage du glycogène et lipogenèse de novo lors d'une suralimentation massive en glucides chez l'homme. Suis. J. Clin. Nutr. 48, 240-247.
7. van Loon LJC. Les effets de l'exercice et de la nutrition sur la sélection du carburant musculaire. Maastricht : Presses universitaires de Maastricht, 2001.
8. Hansen BF1, Asp S, Kiens B, Richter EA.Glycogen concentration dans le muscle squelettique humain : effet d'une perfusion prolongée d'insuline et de glucose.
9. Kochan RG, Lamb DR, Lutz SA, Perrill Cy Reimann EM, Schlender KK. Activation de la glycogène synthase chez l'humain
   muscle squelettique de l'homme : effets du régime alimentaire et de l'exercice. Am J Physiol 1979 :236 :E660-6.
10. Bergstrom J, Hultman E. Synthèse du glycogène musculaire après l'exercice : un facteur d'amélioration localisé dans les cellules musculaires chez l'homme. Nature 1966 : 210 : 309-10.Scand J Med Sci Sports. 9(4):209-13 août 1999.
11. Saltin B, Hermansen L. Stockages de glycogène et exercice intense prolongé. Dans : Blix G, éd. Alimentation et activité physique. Uppsala : Almqvist & Wiksell, 1967 : 32.
12. Hultman E, Bergstrom J, Roch-Norlund AE. Stockage du glycogène dans le muscle squelettique humain. Dans : Pernov B, Saltin B, éd. Métabolisme musculaire pendant l'exercice. New York-Londres : Plenum Press, 1971 : 273-88.
13. http://www.rcsb.org/pdb/101/motm.do?momID=24
14. Jensen J., Lai YC (2009). Régulation de la phosphorylation de la glycogène synthase musculaire et propriétés cinétiques par l'insuline, l'exercice, l'adrénaline et rôle dans la résistance à l'insuline. Cambre. Physiol. Biochimie. 115, 13-21. est ce que je: 10.1080/13813450902778171.
15. Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. Biochimie. 5ème édition. New York : WH Freeman ; 2002. Section 30.2, Chaque organe a un profil métabolique unique. Disponible à partir de : http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK22436/