I.1. GENERALITES SUR LES PRINCIPES NUTRITIFS
I.3.1. Définition
L’index glycémique est la mesure qui permet de décrire l’influence de la consommation de glucides sur la glycémie (taux de glucose dans le sang). Il est utilisé pour décrire le type de glucides contenus dans un aliment et susceptibles d’avoir une influence sur l’augmentation du taux de glucose sanguin d’une part, mais aussi pour classer les aliments contenant des glucides, basé sur leurs effets sur la glycémie postprandiale d’autre part.
Les aliments à index glycémique élevé sont susceptibles de déséquilibrer la glycémie, il est donc important d’en surveiller la consommation en cas de diabète.
L’IG permet également de comparer le pouvoir glycémiant de chaque aliment, mesuré directement lors de la digestion (Nantel, 2003). Il est donné par rapport à un aliment de référence, auquel on attribue l’index 100. Plus un aliment a un index proche de 100, plus il est dit « rapide ».A l’inverse, plus un aliment affiche un index proche de 0, plus il est dit « lent ». Une définition officielle a été donnée en 1997 lors d’une consultation des experts du FAO « L’IG est défini comme le rapport de l’aire sous la courbe de glycémie en réponse à 50 g de glucides contenus dans un aliment à tester, exprimé en pourcentage de la réponse à une même quantité de glucides d’un aliment de référence pris par le même sujet » (FAO/WHO, 1998).
Ainsi, pour simple précision plus qu’une condition, l’aliment testé doit contenir 50 grammes de glucides disponibles. Aussi, il faut noter que les glucides sont ici envisagés au sens large d’« hydrates de carbone » ; et donc pour ne pas fausser les résultats, les fibres alimentaires totalement résistantes à la digestion ne devraient pas être comptabilisées dans les 50 grammes (Nantel, 2003).
L’index glycémique est un indice propre à l’aliment, qui mesure sa capacité à élever la glycémie, c’est-à-dire le taux de sucre dans le sang. Les glucides qui font grimper fortement et rapidement la glycémie ont un IG élevé. Ceux qui ont peu d’influence sur la glycémie ont un IG bas. En dessous de 55 on parle d’IG bas, entre 55 et 70 d’IG modéré et au-dessus de 70 d’IG élevé. L’IG est donc très utile car il nous renseigne sur la quantité d’un glucide.
I.3.2. Historique
Au début des années 1980, deux chercheurs canadiens ont fait voler en éclats la classification traditionnelle entre «glucides simples» et «glucides complexes» avec une nouvelle notion : l’index glycémique (Jenkins et al., 1981), L’idée était de comparer les aliments entre eux selon l’importance quantitative de la réponse glycémique postprandiale. Cette méthode a permis de montrer que la distinction entre sucres rapides et sucres lents était inexacte pour décrire la réalité biologique.
Une fois digérés, tous les glucides se retrouvent sous forme de glucose dans le sang ; alors qu’on a longtemps cru à tort que la vitesse de passage du glucose dans le sang dépendait de la structure des glucides ;et que Ceux qui présentaient une structure «complexe» comme l’amidon étaient supposés être digérés lentement tandis que les sucres simples (petites molécules) étaient censés faire grimper la glycémie (taux de glucose sanguin) en flèche.
En mesurant la capacité des aliments qui renferment le même poids de glucides à élever le taux de sucre sanguin, Jenkins et Wolever, se sont aperçus en 1981 que cette façon de voir les glucides était caduque. Ainsi, la pomme de terre, considérée comme la source de glucides complexes par excellence, présente un IG élevé, surtout quand elle est cuite au four ou réduite en purée. Le fait de mesurer la réponse physiologique obtenue pour répartir les glucides tout au long d’une échelle entre 10 et 100% d’IG permettait de s’affranchir de la nature simple ou complexe du glucide considéré, et de juger plus facilement de ses effets dans l’organisme.
Le concept ne fût pas immédiatement adopté. Quelques études vinrent même infirmer les premiers résultats (Englyst et al. 1992), créant un doute sur le bien-fondé de cette théorie, puis de nombreux autres auteurs confirmèrent à nouveau la validité des premières expériences. Actuellement, même si une minorité de spécialistes continuent de contester les implications de cette notion (Pi-Sunyer, 2002), le concept en lui-même est beaucoup moins discuté. Il est d’une avancée considérable en nutrition car il s’agit d’un paramètre physiologique et intégré qui définit objectivement, les modifications de la glycémie consécutive à l’ingestion d’un aliment.
Alors que pour les autres nutriments, on en reste aux quantités telles que définies dans les Apports Nutritionnels Conseillés (A.N.C., définis par les experts), ou encore les Apports Journaliers Recommandés (A.J.R., exigés par le législateur) (Pucheu, 2004).Avec la notion d’IG, on ne s’intéresse plus à la composition chimique de l’aliment en tant que telle, mais à la réponse biologique consécutive à son ingestion.
L’IG est l’instrument de mesure le plus fiable, compte tenu des connaissances médicales, pour quantifier la cinétique de l’absorption d’un aliment. Chez l’homme, les recommandations alimentaires actuelles vont dans le sens de la sélection d’aliments à faible IG, non seulement pour les personnes atteintes d’obésité ou de diabète, mais aussi pour le grand public (Rizkalla et al., 2002).
I.2.3. Classification des aliments glucidiques
Les glucides sont des nutriments énergétiques de composition chimique hétérogène.
Ils sont généralement classés en fonction de leur degré de polymérisation (DP), permettant de distinguer les glucides digestibles et les glucides non digestibles d’une part et d’autre les sucres complexes et les sucres simples (modèle de l’ancienne classification ).
Mais la classification récente est basée sur l’index glycémique des aliments qui est défini comme étant la capacité qu’a un aliment d’augmenter le taux du glucose dans le sang Meri.(2010). Ainsi, il existe trois catégories de glucides en fonction de l’IG. Les glucides à IG faible (IG ≤55) ou glucides lents. La vitesse de diffusion du glucose dans l’organisme est progressive et procure ainsi une énergie qui dure et une sensation prolongée de satiété ; Les glucides à IG moyen (56 < IG < 69), causent une élévation moyenne du taux de glucose sanguin ; Les glucides à IG élevé (IG ≥70) causent une augmentation rapide et élevée du taux de glucose sanguin.
Ce carburant sert pour peu de temps et pourra être suivi d’un coup de pompe et d’une nouvelle sensation de faim. Par exemple, il est conseillé de substituer de façon régulière, des produits transformés d’IG élevé par des aliments d’IG faible; ou encore d’intégrer à son régime des aliments à IG faible, riches en fibres et pauvres en graisses comme les légumes et les fruits.
Il n’existe pas d’interdits au sens strict, tout au plus on peut parler d’un encouragement à limiter la consommation des aliments de fort IG (Slama, 2001). Enfin, il convient bien d’en ajouter que le concept d’IG est influencé par plusieurs facteurs, parmi lesquels les facteurs intrinsèques et les facteurs extrinsèques.
I.2.4. Facteurs qui influencent l’index glycémique (IG)
Compte tenu de son large spectre de variabilité, L’IG d’un aliment n’est pas fixe. Il existe de nombreux facteurs faisant varier la réponse glycémique postprandiale des aliments. Notamment les facteurs intrinsèques et les facteurs extrinsèques (Pi-Sunyer, 2002).
I.2.4.1. Facteurs intrinsèques
Les facteurs intrinsèques influençant l’index glycémique sont des facteurs liés aux aliments eux-mêmes, on peut citer entre autres :
Types de glucides
D’emblée, les glucides et plus spécifiquement les oses ou sucres simples ont la prédominance de passer plus facilement dans le sang que les sucres complexes.
A cet effet, ils augmentent très rapidement le taux du glucose sanguin avec un pic entre 30 et 60 minutes après l’ingestion du repas contenant les éléments glucidiques, avant de se stabiliser autour de 2 heures plus tard.
C’est la courbe de stabilité correspondant à l’intervalle de temps ou` le foie et les muscles absorbent le sucre apporté par l’aliment pour les garder sous forme de stock, (l’absorption intestinale, Brand-Miller et al., 2003).
Types de sucres
L’index glycémique est aussi influencé par le type et la structure chimique de sucres, à savoir les sucres simples d’une part et les sucres complexes d’autre part. En effet les sucres simples comme le glucose ont la facilité de passer très rapidement dans le sang, ce qui entraine leur effet plus fort sur l’IG, que les sucres complexes comme le sucrose (sucre de table) qui est complexe et dont l’IG est plus bas.
Ceci se justifie par le fait que le sucrose a une structure complexe (diholoside), et sa molécule est composée du glucose et du fructose et a un IG faible que le glucose pour la simple raison que la moitié de sa molécule constituée de fructose doit d’abord subir un métabolisme le transformant en glucose avant d’être assimilé par l’organisme (Brand-Miler et al., 2003).
Type d’amidon
Ils existent deux types d’amidon dont L’amylose et l’amylopectine, mais ces deux substances formant pourtant un même polysaccharide ont des effets différents sur l’IG. C’est surtout la proportion d’amylose par rapport à l’amylopectine qui détermine la nature physico-chimique des aliments amylacés et leurs effets nutritionnels sur l’organisme humain (Tovar, 1992). Aussi faut-il le souligner, le rapport amylose / amylopectine dépend des variétés et peut différer d’une famille botanique à une autre ; voire porter des différences à l’intérieur d’une même famille. Les amidons des céréales contiennent en général, entre 15 et 28 % d’amylose, mais certaines variétés de maïs en contiennent moins de 1 % (maïs cireux dont les extraits sont utilisés dans l’industrie alimentaire comme épaississants).
D’autres variétés de maïs en revanche en contiennent entre 55 et 80 % mais ils sont peu cultivés, car plus le taux d’amylose est élevé, plus le rendement est bas. Les travaux de Champ et al,. (1996) ont montré que l’amidon des tubercules encore appelés fécule (cas de la pomme de terre) à une teneur en amylose beaucoup plus faible (de 17 % à 22 %) comparée à celui des légumineuses (lentilles, haricots secs, pois) dont la teneur en amylose est comprise entre 33 et 66 %.
Soumis à un chauffage en excès d’eau, la structure de l’amidon se modifie (Brand-Miler et al., 2003). Les grains d’amidons en s’hydratant progressivement gonflent et une fraction d’amylopectine passe en solution, puis ultérieurement, si le chauffage se prolonge, une fraction d’amylose passe elle aussi en solution. Le résultat se traduit donc par une viscosité plus ou moins importante de la suspension.
C’est le phénomène de la gélatinisation de l’amidon (Noah et al., 1995). Or, plus la proportion d’amylose est faible, plus la gélatinisation est importante et inversement. Foster-Powel et al., (2003) ont démontré que plus un amidon se gélatinisait (du fait de son faible taux d’amylose), plus il était aisément hydrolysable par les alpha-amylases, plus sa proportion transformée en glucose était forte et plus la glycémie avait évidemment tendance à s’élever.
En d’autres termes, moins il y a d’amylose dans un amidon, plus son IG est élevé. Inversement, plus la proportion d’amylose est forte, moins la gélatinisation est importante due à l’épaisseur et à la résistance naturelle de la paroi cellulaire, moins il y a transformation en glucose et plus l’IG est bas Champ et al. (1996). Ainsi, on peut facilement comprendre pourquoi la pomme de terre qui a un taux d’amylose très faible a un IG élevé, alors que la lentille qui a un taux d’amylose élevé a un IG très bas.
I.1.7. Les fibres alimentaires
Les fibres alimentaires constituent les éléments structuraux des végétaux que l’on peut qualifier de squelette (externe et/ou interne). On trouve des fibres alimentaires dans les fruits, les légumes, les légumineuses et les graines oléagineuses. Bien que n’ayant presque pas des valeurs énergétiques, les fibres alimentaires sont les composantes d’une grande partie des aliments. Elles regroupent un ensemble de substances qui ne sont pas dirigées par l’organisme (Marlett, 2002).
Elle ne sont pas absorbées dans l’intestin grêle par leur résistance à l’hydrolyse (digestion) effectuée par les enzymes digestives de l’homme et pour cette raison ne sont pas absorbées au niveau du grêle (petit intestin) (APADA., 2002). Aussi, l’idée selon laquelle les fibres alimentaires (insolubles et solubles) affectent l’IG n’est pas très claire (Pi Sunyer, 2002). Certains chercheurs ont montré que la viscosité et la solubilité des fibres épaississent le mélange d’aliments dans le tube digestif, ce qui diminue la digestion de l’amidon par les enzymes et entraine une réduction de l’IG (Brand-Miller et al., 2003).
Les fibres insolubles, comme la cellulose (tégument du haricot) ont des effets plus ou moins marqués sur le temps de vidange gastrique, selon la source alimentaire et la quantité ingérée. Les fibres solubles, comme la gomme ralentissent systématiquement la vidange gastrique du fait de leur effet gélifiant lorsqu’elles sont déjà présentes dans un aliment (Jenkins et al., 2002).
I.1.4. Les Lipides
Les lipides constituent la matière grasse des êtres vivants. Ils sont principalement constitués de triglycérides (95 % des lipides alimentaires) retrouvés dans les adipocytes (Jim et al., 2004). Cependant, ces composés ne sont pas sans effet sur l’IG, et retardent à cet effet la progression d’un aliment de l’estomac à l’intestin en diminuant la vitesse avec laquelle les glucides sont dirigés dans l’intestin et impacte ainsi l’IG en le baissant.
Aussi, les lipides contenus dans les aliments apaiseraient l’augmentation du taux de glucose sanguin, et provoqueraient par conséquent une diminution de l’IG, comparé à l’aliment ne contenant pas de lipides.
A titre d’exemple, L’IG des chips de patate par exemple est de 57, et celle de pomme bouillie 85. Néanmoins cela ne fait pas des chips de patates le meilleur choix par rapport à la pomme bouillie (Brand-Miler et al., 2003).
Les antinutritionnels
Les polyphénols ont une influence non négligeable sur la digestion de l’amidon, ce qui réduit la glycémie sous l’effet des interactions protéines-polyphénols et/ou des interactions avec des molécules d’amidon .Cela entraine une diminution de la digestion des protéines et/ou de l’amidon se traduisant par une diminution de l’IG (Thompson et al., 1984).
Aussi, il a été démontré que la présence de l’acide phytique dans un aliment affecterait la digestion de l’amidon par interaction avec l’amylase et /ou par liaison avec les minéraux salivaires comme le calcium qui catalyse l’activité de l’amylase, et par conséquent aurait une influence sur l’IG (Thompson et al., 1987). De même, les concentrations de lectine influencent aussi négativement la réponse glycémique tant chez les individus normaux que les diabétiques.
La lectine contenue dans un aliment peut soit interférer avec la phase mucosale de la digestion, soit avec l’amidon et/ou les enzymes digestives ce qui retarderait l’apparition du glucose dans le sang (Rea et al., 1985). L’IG dépend aussi de l’état physique d’un aliment (solide ou liquide), et aussi de son P. Ainsi, le vinaigre et le jus de lemon ayant un pH acide (pH<7), réduisent le vidange de l’estomac, ce qui entraine également la réduction de la vitesse de digestion des glucides entrainant une diminution de l’IG.
En se référant donc aux travaux de (Pi Sunyer, 2002 ; Brand-Miller et al., 2003), nous parvenons à réaliser aisément que l’augmentation de l’acidité dans un repas diminue donc son IG. Enfin, il est à noter que l’IG d’un aliment dépend aussi bien du procédé culinaire de celui-ci ; ainsi donc un même aliment sous ces deux formes n’a pas le même IG (pomme frite et jus de pomme).
I.2.4.2. Facteurs extrinsèques
Les méthodes de cuisson
La gélatinisation est un procédé dépendant absolument de la présence de l’eau, de la chaleur et de l’amidon. Ainsi durant la cuisson, la quantité d’eau, la chaleur et le temps de cuisson augmentent la gélatinisation des granules d’amidon à des degrés variés. C’est pourquoi les aliments contenant l’amidon gélatinisé tels que les pomme bouillie, patates bouillies, sont plus facilement digérés et ont de ce fait des IG élevés par rapport aux aliments contenant les granules d’amidon faiblement gélatinisés comme le riz. Ainsi donc, l’IG de pomme bouillie par exemple est de 85 alors que celui du riz est de 50 (Brand-Miller et al., 2003).
Les procédés de transformation
Le broyage et le pétrissage des aliments riches en amidon réduisent la taille des particules ;
ce qui facilite leur absorption sous l’action des enzymes (Brand-Miller et al., 2003).
La méthode utilisée pour sa détermination
La valeur de l’IG peut varier selon la méthode utilisée, c’est pourquoi il convient de mesurer l’IG des aliments par une méthode scientifique valide (Otto, 1989; Rasmussen, 1993; Riccardi et al., 2003).
Aussi, selon la méthode choisie et utilisée pour la mesure, l’IG peut être influencé par les paramètres tel que : La qualité de l’aliment de référence utilisé (glucose ou pain blanc), les individus sur lesquels s’effectue le test, la variation de la glycémie jour après jour, l’heure de la journée à laquelle s’est effectué le test, la nature de l’échantillon sanguin utilisé pour le test (veineux ou artériel), l’association des aliments entre eux (Berger, 1995). Il faut donc utiliser une méthode scientifique précise tenant compte de tous ces paramètres précités.
Le mode de consommation
Le pouvoir glycémiant d’un aliment est également influencé par la façon selon laquelle celui-ci est consommé. De façon générale, des sucres consommés au cours d’un repas, notamment en présence de légumes verts, présentent une action plus faible sur la glycémie que les valeurs tabulaires.
Autres facteurs
L’IG dépend aussi de plusieurs autres facteurs tel que les différentes activités menées par l’individu, la masse musculaire, fonctionnement pancréatique, la résistance à l’insuline. Il peut varier chez le même individu suivant son état, (Mendosa, 2003).
