Le glycogène est un homopolysaccharide formé par des unités de glucose. Chimiquement similaire à l’amylopectine, et donc parfois appelé amidon animal, par rapport à cette dernière il est plus compact, largement ramifié et plus grand, atteignant un poids moléculaire jusqu’à 108 Da correspondant à environ 600000 molécules de glucose.
Comme dans l’amylopectine, les unités de glucose dans la chaîne principale et dans les chaînes latérales sont liées par des liaisons α-(1→4) glycosidiques. Les chaînes latérales sont reliées à la chaîne principale par une liaison α-(1→6) glycosidique ; contrairement à l’amylopectine, les ramifications sont plus fréquentes, environ toutes les 10 unités de glucose (plutôt que toutes les 25-30 comme dans l’amylopectine) et sont formées par un plus petit nombre d’unités de glucose.
Le glycogène est situé dans le cytosol de la cellule sous forme de granules hydratés de 1 à 4 µm de diamètre et forme des complexes avec des protéines régulatrices et des enzymes responsables de sa synthèse et de sa dégradation.
Fonctions
Le glycogène, découvert en 1857 par le physiologiste français Claude Bernard, est la forme de stockage du glucose, et donc de l’énergie, chez les animaux chez qui il est présent dans le foie, les muscles (squelettique et cardiaque) et en plus faible quantité dans presque tous les autres tissus et organes.
Chez l’homme, il représente moins de 1% des réserves caloriques de l’organisme (l’autre forme de réserve calorique, beaucoup plus abondante, est constituée par les triacylglycérols stockés dans le tissu adipeux) et est indispensable au maintien d’une glycémie normale également.
Il représente environ 10% du poids du foie et 1% du poids des muscles ; bien qu’il soit présent en plus grande concentration dans le foie, les réserves totales dans le muscle sont beaucoup plus élevées grâce à sa plus grande masse (chez un homme adulte de 70 kg non à jeun, il y a environ 100 g de glycogène dans le foie et 250 g dans le muscle).
- Les réserves de glycogène hépatique sont une réserve de glucose que l’hépatocyte libère en cas de besoin pour maintenir une glycémie normale : si l’on considère la disponibilité du glucose (chez un homme adulte de 70 kg non à jeun), il y a environ 10 grammes ou 40 kcal dans les fluides corporels tandis que le glycogène hépatique peut fournir, également après une nuit de jeûne, environ 600 kcal.
- Dans les muscles squelettiques et cardiaques, le glucose provenant des réserves de glycogène reste dans la cellule et est utilisé comme source d’énergie pour le travail musculaire.
- Le cerveau contient une petite quantité de glycogène, principalement dans les astrocytes. Il s’accumule pendant le sommeil et est mobilisé au réveil, suggérant ainsi son rôle fonctionnel dans le cerveau conscient. Ces réserves de glycogène assurent également un degré modéré de protection contre l’hypoglycémie.
- Il a un rôle spécialisé dans les cellules pulmonaires de type II du poumon fœtal. A environ 26 semaines de gestation, ces cellules commencent à accumuler du glycogène puis à synthétiser le surfactant pulmonaire, l’utilisant comme substrat majeur pour la synthèse des lipides du surfactant, dont la dipalmitoylphosphatidylcholine est le composant principal.
Glycogène et aliments
Il est absent de presque tous les aliments car après la mise à mort de l’animal, il est rapidement dégradé en glucose puis en acide lactique ; il faut noter que l’acidité consécutive à la production d’acide lactique améliore progressivement la texture et la conservation de la viande. Les seules sources alimentaires sont les huîtres et autres coquillages qui sont consommés pratiquement vivants : ils contiennent environ 5 % de glycogène.
Chez l’homme, l’accumulation de glycogène est associée à une prise de poids due à la rétention d’eau : pour chaque gramme de glycogène stocké, 3 grammes d’eau sont retenus.
Arienti G. « Le basi molecolari della nutrizione ». Seconda edizione. Piccin, 2003
Cozzani I. et Dainese E. « Biochimica degli alimenti e della nutrizione ». Piccin Editore, 2006
Giampietro M. « L’alimentazione per l’esercizio fisico e lo sport ». Il Pensiero Scientifico Editore, 2005
Mahan LK, Escott-Stump S. : « Krause’s foods, nutrition, and diet therapy » 10th ed. 2000
Mariani Costantini A., Cannella C., Tomassi G. « Fondamenti di nutrizione umana ». 1e éd. Il Pensiero Scientifico Editore, 1999
Nelson D.L., M. M. Cox M.M. Lehninger. Principes de biochimie. 4e édition. W.H. Freeman and Company, 2004
Stipanuk M.H., Caudill M.A. Aspects biochimiques, physiologiques et moléculaires de la nutrition humaine. 3e édition. Elsevier health sciences, 2013