Printemps des Sciences 2016 – Bruxelles

Tout sur les sucres ULB – Faculté de Médecine, Biologie Médicale

Tixhon Maxime, Suhel Tara, Cia Beriain Gabriel,Di Leto Delphine, Matondo Madi, Poncelet Antoine, Tourneur Adien, Rager Jade, Esen Süeda, Bodart Cyril, Metz Candice

Le sucre sous toutes ses formes

Les sucres sont des éléments indispensables de notre alimentation car ils sont la principale source d’énergie du corps humain. Ils font partie de la famille des glucides.

Les monosaccharides et les disaccharides sont des molécules donnant un goût sucré tandis que les polysaccharides (amidon, glycogène) n’ont pas de goût sucré.

Ce poster présente les formules de quelques composés appartenant à la famille des glucides ainsi que les aliments qui en contiennent.

Énergie: où, comment et pourquoi ?

Ce poster explique comment les sucres complexes sont transformés par le système digestif en sucres simples qui seront transportés ensuite vers les cellules de tout le corps via le système sanguin. Ces sucres simples sont utilisés comme “carburant” par nos cellules c’est-à-dire qu’ils fournissent l’énergie nécessaire au bon fonctionnement des cellules et du corps humain. Ils peuvent être stockés sous forme de glycogène au niveau du foie et des muscles (réserve énergétique) mais si l’apport de sucres est trop importante, ceux-ci seront transformés en graisse.

Le goût du sucre

Nous pouvons distinguer 4 saveurs de bases: salé, sucré, acide et amer. Nous percevons le goût d’un aliment grâce à l’activation d’une combinaison de récepteurs situés sur la langue.

Le lien entre la formule chimique d’un composé et son goût est complexe, en effet, deux molécules de formules très proches peuvent avoir des goûts différents et inversément, des molécules de structures très différentes peuvent avoir le même goût (ex. goût sucré des édulcorants).

Comment les remplacer dans l’alimentation ?

Les édulcorants, d’origine naturelle ou de synthèse, sont utilisés comme substituts de produits sucrés additionnés aux aliments.

Ils sont moins caloriques que les sucres classiques pour un même pouvoir sucrant et n’apportent pas de glucose donc ne modifient pas la glycémie.

Quelques exemples d’édulcorants sont détaillés : utilisation, avantage, inconvénients…

Pourquoi le lait peut-il faire mal au ventre ?

Le lactose, le sucre du lait, doit être hydrolysé par la lactase afin d’être absorbé par les cellules intestinales. Lorsque la production de lactase est insuffisante, le lactose non hydrolysé est utilisé par les bactéries de la flore intestinale. Ce processus génère des douleurs abdominales, des ballonnements et des diarrhées.

Ce phénomène est connu sous le nom d’intolérance au lactose. Le déficit en lactase peut avoir diverses causes. Nous présentons ici 2 cas où la production ou l’absence de lactase est due à des mutations dans l’ADN.

Printemps des Sciences 2016 – Bruxelles

Ce poster décrit le cas de l’intolérance congénitale au lactose. Cette forme d’intolérance se manifeste dès la naissance et est due à la présence de mutations dans la séquence codante du gène lactase. La protéine produite est plus courte que la protéine normale et non fonctionnelle.

La petite histoire de la tolérance au lactose

Dans ce 2e poster consacré à l’intolérance au lactose, nous abordons le problème de l’intolérance au lactose chezl’adulte. Environ deux tiers de la population mondiale adulte seraient intolérants au lactose, toutefois les proportions varient à travers le monde.

La production de lactase diminue naturellement au cours de l’enfance et à l’origine, il semble que les adultes étaient tous incapables de digérer le lactose.

Pourquoi certains sont-ils devenus capables de le digérer ? Pourquoi la production de lactase est-elle maintenue dans une partie de la population adulte ? Nous présentons les hypothèses proposées d’après les résultats d’analyses génétiques et de découvertes archéologiques.

Contrairement à ce que l’on pourrait penser, l’intolérance au lactose est un phénomène qui se produit

naturellement dans la plupart des cas, après l’âge de 5 ans. Toutefois, certaines personnes gardent la capacité

de digérer le lait. Aujourd’hui, grâce à la génétique et grâce à des découvertes archéologiques, nous

comprenons mieux les conditions d’apparition et de développement de la tolérance au lactose.

Qui est intolérant et qui ne l’est pas?

A l’heure actuelle, on estime qu’environ deux tiers de

la population mondiale adulte seraient intolérants au

lactose. Toutefois les proportions peuvent varier de

5% dans les populations d’Europe à 95% dans

certaines parties de l’Asie suivant les groupes

ethniques et leurs origines.

Les symptômes liés à l’intolérance au lactose ne se

manifestent, en général, que lors d’une

consommation importante de lait.

Génétique La production de lactase est assurée par le gène

LCT et est contrôlée par une séquence régulatrice

située en amont du gène.

Des analyses génétiques ont montré la présence de

mutations au sein de cette séquence chez des

individus produisant la lactase à l’état adulte.

Les mutations identifiées varient suivant le groupe

ethnique des individus mais sont toujours localisées

dans la séquence régulatrice.

Origines Il semble qu’à l’origine, la totalité des adultes

humains était incapable de digérer le lactose.

Il a été mis en évidence par des études génétiques

d’ossements que la mutation et donc la persistance

de production de lactase serait apparue il y a entre

5.000 et 10.000 ans. Cette période coïncide avec le

début de la sédentarisation en Europe.

Les premiers éleveurs ont commencé à consommer

le lait provenant du bétail, une forte pression

sélective a donc probablement favorisé la

propagation du gène muté.

Prévalence de l’intolérance au lactose

Tout sur les sucres La petite histoire de la tolérance au lactose

Sciences Biomédicales

Cyril BODART, Candice METZ

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ainsi que la mention « Printemps des Sciences 2016 – Exposition des Sciences – Bruxelles »

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C/T Gène LCT Chr 2

FT

Chez l’enfant:

ADN

ARN lactase

Protéine lactase

P

Séq. régulatrice

~ -13900

Gène LCT Chr 2

Chez l’adulte tolérant (souche européenne):

P ADN

ARN lactase

Protéine lactase

C Gène LCT Chr 2

Chez l’adulte intolérant:

P ADN

Pas/peu d’ARN lactase

Pas/peu de lactase

+1

+1

+1

FT

T

Légende : FT: facteur de transcription

Chr 2: chromosome 2

P: promoteur

T: base thymine

C: base cytosine

Contact: C. Christophe-Hobertus e-mail: chobertu@ulb.ac.be

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La lactase est une enzyme glycoprotéique,

synthétisée au niveau des entérocytes de la muqueuse intestinale.

Ne pas confondre intolérance au lactose et allergie au lait !!!

• Déficit dû à l’altération de la muqueuse intestinale

• Déficit à l’âge adulte (LNP) dû à une diminution de

la production au cours de l’enfance

• Déficit congénital, très rare (1/60000 en Finlande)

L’intolérance congénitale est due à la présence

de mutations dans le gène de la lactase.

La présence de ces mutations entraîne la

production d’une protéine tronquée, non

fonctionnelle.

Tout sur les sucres Pourquoi le lait peut-il faire mal au ventre?

Sciences Biomédicales

Jade RAGER, Süeda ESEN

Intolérance au lactose : Le lactose non hydrolysé (en absence de lactase),

est métabolisé par la flore bactérienne de l’intestin

grêle, entraînant la production d’ acides gras à

courte chaine, de l’hydrogène, du dioxyde de

carbone et du méthane, responsables de douleurs

abdominales, ballonnements et diarrhées.

Allergie au lait : Les protéines bovines présentes dans le lait

déclenchent la réponse du système immunitaire.

Cette réaction a pour conséquence la libération d’histamine responsable de la réaction allergique.

Le lactose présent dans les produits laitiers, est

un disaccharide qui doit être hydrolysé par la

lactase, en glucose et galactose, afin d’être

absorbé au niveau du tractus intestinal.

Il existe 3 formes d’intolérance au lactose. Toutes résultent d’un déficit en lactase.

Cette forme d’intolérance se manifeste dès la

naissance et se transmet de manière récessive

c’est-à-dire que seuls les individus dont les 2 copies

du gène lactase sont mutées, sont malades.

Lactase

Lactose

Individu normal: Individu atteint:

1927 AA

ADN

ARNm

Protéine

Transcription

Traduction

1390

Intron

ATG ……………. TCT GCT GCA TAT CAG ATT ……………… TGA

AUG …………….UCU GCU GCA UAU CAG AUU ……………… TGA

MET SER ALA ALA TYR GLY ILE …………… ……………

1389

Intron

ATG ……………. TCT GCT GCA TAA CAG ATT ……………… TGA

AUG …………….UCU GCU GCA UAA CAG AUU ……………… TGA

MET SER ALA ALA ……………

ADN muté

ARNm muté

Protéine plus courte, non fonctionnelle

Codon STOP

Glucose

Galactose

+

Contact: C. Christophe-Hobertus e-mail: chobertu@ulb.ac.be

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Acide aspartique Phénylalanine

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Les édulcorants sont des substances

d’origine naturelle ou de synthèse ayant une

saveur sucrée mais ne contenant pas de sucre.

Ils sont utilisés comme substituts de produits sucrés additionnés aux aliments.

Aspartame - découvert en 1965

- pouvoir sucrant: 200

- valeur énergétique: 4kcal/g comme le sucre de table,

mais utilisé en quantité beaucoup plus faible.

- perd son pouvoir sucrant au-dessus de 100°C - production de méthanol au cours de la digestion

→ risques de troubles au niveau du système nerveux si

consommation importante.

Pouvoir sucrant: capacité d’une substance à

stimuler les récepteurs au goût sucré. Il est défini

par rapport à celui du sucre de table qui sert de

référence (pouvoir sucrant=1).

« Stevia », un édulcorant naturel - les feuilles de stevia étaient utilisées depuis longtemps par les

indiens d’Amérique du Sud pour sucrer les aliments.

- actuellement, les glycosides de stéviol extraits de la plante

sont utilisés comme édulcorants.

- pouvoir sucrant: 300

- leur valeur énergétique est nulle car nous ne possédons pas

les enzymes permettant de les digérer.

- arrière-goût de réglisse

2 types d’édulcorants sont utilisés dans

l’alimentation:

Sucralose - découvert en 1976

- pouvoir sucrant: 600

- la présence d’atomes de chlore rend impossible sa digestion par nos enzymes → le sucralose est donc non calorigène.

- stable à haute température, il supporte la cuisson.

Xylitol: un édulcorant de charge

- même pouvoir sucrant que le sucre de table

- apport calorique (2,4 kcal/g) légèrement inférieur au sucre de table

- présent dans les fruits

- utilisé dans les chewing-gums

- peu caloriques pour un même pouvoir sucrant - pas d’apport de glucose → pas d’effet sur la

glycémie

- non cariogènes car l’absence de sucre empêche le développement de bactéries buccales.

Quelques exemples d’édulcorants:

Tout sur les sucres Comment les remplacer dans l’alimentation ?

Sciences Biomédicales Antoine PONCELET, Adrien TOURNEUR

Contact: C. Christophe-Hobertus e-mail: chobertu@ulb.ac.be

Les édulcorants intenses ont un pouvoir sucrant

élevé. Utilisés en faible quantité, ils ne présentent

pas d’apport calorique.

Les édulcorants de charge ont un pouvoir sucrant

proche de celui du saccharose mais sont moins

caloriques que ce dernier.

Ils sont extraits de végétaux.

Chaque monosaccharide existe sous deux configurations,

qui sont l’image l’une de l’autre dans un miroir.

Elles ne sont pas superposables. On les appelle des énantiomères.

Par convention, dans la forme D (L), le groupement OH du C5 est

situé à droite (à gauche).

La langue, l’organe sensoriel du gout, contient 2 types de papilles:

les papilles tactiles et les papilles gustatives.

CH2OH https://commons.wikimedia.org/wiki/File:

Alpha-D-glucose_Haworth.svg

Récepteurs du

gout sucré

T1R2+T1R3

Molécule à

gout sucré

Récepteur du

gout amer

T2R

Molécule à

gout amer

Saccharine: édulcorant sucré

ayant un arrière-gout amer.

Activation des récepteurs

des gouts sucré et amer

Le cerveau reçoit l’information

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De la langue au cerveau

Ces 3 monosaccharides diffèrent les uns des autres

uniquement par les positions relatives des

groupements –OH, ce sont des diastéréoisomères.

Une molécule peut se lier et activer plusieurs

récepteurs différents, et inversement un récepteur

peut être activé par diverses molécules.

Une saveur est donc perçue par l’activation d’une

combinaison de récepteurs.

Selon l’énantiomère, la réponse peut être différente.

Exemple: un des énantiomères de l’aspartame a un gout sucré tandis que l’autre a un gout amer.

Les sucres passent d’une forme linéaire à une forme

cyclique de façon spontanée.

La forme cyclique est la plus abondante en solution.

Seule la conformation D est reconnue par les enzymes digestives.

Lorsque des molécules se lient aux récepteurs, ceux-ci sont activés et transmettent l’information au cerveau grâce à des neurotransmetteurs.

Ces dernières contiennent les bourgeons gustatifs formés par les cellules sensorielles à la surface desquelles se trouvent les récepteurs gustatifs.

https://zestedesavoir.com/articles/7

3/philae-a-la-recherche-de-lorigine-

de-la-chiralite-du-monde/

http://www.sucre-

info.com/images/stories/bro

chures/saveursucree.jpg

1

2

3

4

5

6 CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH

H HO

H

H

HO

HO

L-Glucose D-Glucose D-Mannose D-Galactose

OH

H

H

HO

H

HO

Tout sur les sucres Le gout du sucre

Sciences Biomédicales

Delphine DI LETO, Madi MATONDO

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Tout sur les sucres Le sucre sous toutes ses formes

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Maxime TIXHON, Tara SUHEL

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Les sucres appartiennent à la famille des glucides, des éléments nutritifs comme le sont les

protéines et les lipides.

Ils sont des éléments indispensables de notre alimentation car ils sont la principale source d’énergie

du corps humain. Ils sont aussi appelés hydrates de carbone car ce sont des molécules organiques

comportant du carbone, de l’oxygène et de l’hydrogène.

Il existe 3 catégories de glucides : les mono-, les di- et les polysaccharides.

Monosaccharides Disaccharides

Glucides

Sucres

Aliments au goût sucré Glucose x2

Glucose Galactose

Lactose : Lait

Saccharose : = Sucre de table

Canne à sucre

Betterave sucrière

Maltose : Grains d’orge

Glucose Fructose

Glycogène : Polymère de glucose

viande, foie

Stockage de l’énergie sous forme de réserves

de glucose dans le foie et dans les muscles.

Aliments au goût non-sucré

Glucose :

Fructose :

Galactose :

Fruits/Miel

Amylose

Polysaccharides

Amidon : Polymère de glucose

Graines/Légumineuses/Rhizomes

Amylopectine

+

Référence photos sucre : http://www.medisite.fr/a-la-une-le-vrai-role-du-sucre-dans-le-cancer-du-sein.520929.2035.html

http://lesdefisdecookie.fr/wp-content/uploads/2015/09/sucre-roux.jpg

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Additif alimentaire

Miel