sucre, métabolisme du, ensemble des réactions chimiques de synthèse et de dégradation du sucre dans un organisme.

Les glucides, l'un des trois principaux composants des aliments, forment la plus grande partie de l'alimentation humaine moyenne. Le résultat final de la digestion et de l'assimilation de toutes les formes de glucides est un sucre simple composé de six carbones appelé glucose. Le métabolisme des graisses et des protéines conduit parfois également à la production de glucose. Ce sucre est la principale source d'énergie utilisée par les cellules d'un organisme quel que soit l'organe considéré (muscles, cerveau, cœur, etc.). On le retrouve dans pratiquement tous les compartiments liquidiens (sang, lymphe, liquides interstitiels, etc.) et dans toutes les cellules. Son métabolisme, sa libération et son stockage comptent parmi les processus les plus importants de la physiologie humaine ou animale. Quelques sucres ont une importance comparativement mineure, en particulier le lactose, ou sucre du lait, qui est fabriqué dans les glandes mammaires de tous les animaux allaitants.

Les glucides tels que l'amidon, la dextrine, le glycogène, le sucrose (sucre de canne), le maltose (sucre de malt) et le lactose sont décomposés dans le tube digestif en sucres plus simples, à six atomes de carbone, qui peuvent facilement traverser la paroi intestinale. Le fructose (sucre de fruit) et le glucose ne sont pas transformés mais absorbés tels quels. La cellulose, constituant majeur de nombreux aliments, est un élément nutritionnel important pour certains animaux comme les herbivores. Dans la nutrition humaine, elle n'est pas digérée et n'a aucune valeur énergétique, mais elle facilite le transit des aliments dans le tube digestif.

La digestion des glucides est réalisée par plusieurs enzymes. L'amylase de la salive et de l'intestin décompose l'amidon, la dextrine et le glycogène en maltose, un sucre à douze carbones. D'autres enzymes de l'intestin grêle décomposent les sucres à douze carbones en sucres à six carbones. La maltase transforme le maltose en glucose. L'invertase décompose le sucre de canne en glucose et en fructose. La lactase transforme le sucre du lait en glucose et en galactose.

Les sucres à six carbones, produit final de la digestion des glucides, traversent la paroi de l'intestin grêle pour rejoindre des vaisseaux sanguins. Ils sont ensuite transportés par la veine porte qui les véhicule jusqu'au foie. Dans cet organe, ils sont convertis en glycogène (voir Amidon), pour être stockés. En cas de besoin de l'organisme, ce glycogène est retransformé en glucose, puis libéré dans le sang. L'acide lactique est un des produits de la dégradation du glucose lorsque celui-ci est utilisé dans les muscles. Cet acide est également capté par le foie pour être converti en glycogène.

La transformation du glucose en glycogène est catalysée par un certain nombre d'enzymes. La phosphorylase est responsable de la sécrétion de glucose-1-phosphate à partir du glycogène. Cette transformation est contrôlée par des hormones : l'adrénaline et le glucagon. Le glucose-1-phosphate est ensuite converti en glucose-6-phosphate pour être soit métabolisé, soit converti en glucose libéré dans le sang. Le captage du glucose par les cellules est stimulé par l'insuline. De nombreuses autres hormones interviennent pour contrôler le métabolisme du glucose comme la thyroxine ou les hormones corticosurrénales et hypophysaires. Toutefois, leur mécanisme d'action est encore largement méconnu.

En cas de trouble de la régulation hormonale, le taux de glucose sanguin, appelé glycémie, peut être anormalement élevé, jusqu'à 4 fois supérieur à la normale. L'hyperglycémie est un des symptômes d'une grave maladie : le diabète sucré. L'augmentation de la glycémie n'est pas mortelle en elle-même, mais entraîne de graves troubles métaboliques par accumulation de substances toxiques. Le diabète a pour origine un dysfonctionnement du pancréas, par exemple à cause d'une tumeur. Dans ce cas, le pancréas ne produit plus ou plus assez d'insuline. Pour pallier ce déficit hormonal, les patients atteints de diabète sucré doivent régulièrement s'injecter de l'insuline afin de réguler leur glycémie.

Si une quantité excessive d'insuline est injectée dans l'organisme, le taux de sucre diminue jusqu'à un niveau dangereusement bas et provoque un choc insulinique. Le choc insulinique est parfois utilisé pour le traitement de certaines maladies mentales.

En cas d'hyperglycémie, le glucose excédentaire est éliminé dans les urines (glycosurie). Hyperglycémie et glycosurie ne sont pas des symptômes fiables pour affirmer la présence d'un diabète. Toutes deux peuvent survenir chez n'importe qui après un repas très abondant. Par contre, la tolérance au glucose est un examen plus spécifique. Après l'ingestion de sucre, tous les individus, qu'ils soient diabétiques ou non, présentent une augmentation du taux de glucose sanguin. Mais ce taux reste élevé chez le diabétique tandis qu'il baisse rapidement chez les autres.

Le métabolisme du sucre de la levure, un champignon microscopique, est très comparable à celui existant chez l'Homme. La levure dispose d'un complexe composé de douze enzymes, appelé zymase, pour extraire l'énergie glucose. La plupart de ces enzymes, dont l'hexokinase, sont identiques à celles qui participent au métabolisme du glucose chez l'Homme. La principale différence se produit à la fin de la chaîne de réactions. Dans notre organisme, le produit de décomposition du glucose appelé acide pyruvique est converti en acide lactique tandis qu'il est transformé en alcool éthylique par la zymase des levures. Voir Fermentation.

Le métabolisme des sucres n'est pas encore totalement élucidé. Les recherches biochimiques actuelles utilisent très largement les techniques de marqueurs isotopiques. Ces marqueurs, comme le carbone 14 radioactif, permettent de suivre dans tout l'organisme le devenir des sucres et d'analyser leur composition chimique étape après étape.