Le Prince du Lac

La cellulose et les hémicelluloses sont les glucides de structure des plantes : ce sont elles qui bâtissent la paroi, cette enveloppe qui entoure chaque cellule végétale et lui donne sa forme. Elles appartiennent à la famille des polysaccharides, les longues chaînes de sucres, et forment avec les pectines les trois grands ensembles de la paroi. Pour l’être humain, qui ne digère pas la cellulose sans l’aide des bactéries de son intestin, elles entrent dans les fibres alimentaires. Sur ce site, elles sont citées dans 54 fiches de plantes, surtout chez les graminées et les laîches.

I. Ce qui les rassemble

La cellulose est la plus simple des deux : une chaîne droite de glucoses attachés bout à bout par des liaisons de type bêta. Ces chaînes ne restent pas isolées. À la sortie de l’assemblage d’enzymes qui les fabrique, logé dans la membrane de la cellule, elles se rangent côte à côte de façon ordonnée et forment de minces fils, les microfibrilles. La manière dont ces chaînes s’assemblent détermine la structure des microfibrilles et leurs propriétés physiques remarquables.

Les hémicelluloses forment un groupe plus varié. Elles ont en commun une chaîne principale dont les sucres sont reliés, comme dans la cellulose, par des liaisons bêta, mais ces sucres ne sont pas toujours du glucose, et la chaîne porte souvent d’autres sucres greffés sur le côté. On y range les xyloglucanes, les xylanes, les mannanes et les glucomannanes, présents dans les parois de toutes les plantes terrestres, ainsi que des bêta-glucanes que l’on ne rencontre guère que chez les Poales, l’ordre des graminées et des laîches, et dans quelques autres groupes. Leur structure fine et leur abondance varient beaucoup d’une espèce à l’autre et d’un type de cellule à l’autre. Contrairement à la cellulose, elles sont fabriquées à l’intérieur de la cellule, dans l’appareil de Golgi, puis exportées vers la paroi.

II. Leur rôle dans la plante

La cellule végétale construit sa paroi à partir de sucres simples, en assemblant trois groupes de polysaccharides aux propriétés physiques très différentes : la cellulose, les hémicelluloses et les pectines. Le résultat est une enveloppe à la fois solide et capable de s’étirer. Pour grandir, la cellule relâche ce réseau de façon contrôlée, en jouant sur l’acidité de la paroi et sur des protéines, les expansines, qui assouplissent la paroi ; ses hormones, dont l’auxine, règlent ce relâchement. D’après une grande revue de 2010, le rôle principal des hémicelluloses est de renforcer la paroi en s’associant à la cellulose et, dans certaines parois, à la lignine.

Certaines cellules vont plus loin et déposent une seconde paroi, plus épaisse. C’est le cas des vaisseaux qui conduisent l’eau et des fibres. Cette paroi secondaire est faite pour l’essentiel de cellulose, de xylanes, de glucomannanes et de lignine. Sa résistance et sa rigidité assurent un soutien mécanique aux cellules et au corps entier de la plante.

III. Ce que l’on sait chez l’être humain

Comme tous les mammifères, l’être humain ne possède pas les enzymes qui coupent la cellulose : il dépend pour cela des bactéries de son gros intestin. Chez les herbivores comme chez les omnivores, certaines de ces bactéries, dites cellulolytiques, décomposent la cellulose et produisent des acides gras à chaîne courte, qui profitent à leur hôte. Chez l’homme, cette fermentation reste peu documentée. Une étude publiée en 2024 dans Science a identifié dans l’intestin humain des bactéries de la famille des ruminocoques capables d’assembler de véritables machines enzymatiques à dégrader les parois végétales. Ces bactéries sont abondantes chez les hommes anciens, les chasseurs-cueilleurs et les populations rurales, mais rares dans les pays industrialisés, ce qui laisse penser qu’elles disparaissent avec le mode de vie occidental.

L’effet le mieux mesuré de ces fibres concerne le transit. Une revue systématique de 2015, qui rassemble soixante-cinq essais chez des personnes en bonne santé, montre que chaque gramme supplémentaire de fibres de blé par jour, venues surtout du son, augmente le poids des selles de 3,7 g par jour et, chez les personnes dont le transit dépassait quarante-huit heures, raccourcit celui-ci d’environ trois quarts d’heure. À plus long terme, une méta-analyse de 2013 portant sur vingt-deux publications d’études de suivi associe chaque tranche de 7 g de fibres par jour à un risque de maladie cardiovasculaire et coronarienne plus faible de 9 % ; les fibres insolubles, et celles des céréales et des légumes, y sont associées à un risque plus bas. L’ANSES, l’Agence nationale de sécurité sanitaire, retient pour l’adulte un apport satisfaisant de 30 g de fibres par jour, toutes fibres confondues. Les feuilles, les tiges et les graines des plantes sauvages, dont chaque cellule est entourée d’une paroi, participent à cet apport.

IV. Précautions

La cellulose et les hémicelluloses font partie de l’alimentation humaine de toujours, et les données disponibles plaident plutôt pour en manger davantage. Une précaution rare concerne les personnes dont l’estomac a été opéré. Les fibres végétales non digérées peuvent parfois s’agglomérer en une masse compacte, un phytobézoard, qui encombre l’estomac ou l’intestin. Une revue systématique de 2016 explique que les personnes qui ont subi une chirurgie de l’abdomen, en particulier une ablation partielle de l’estomac ou une chirurgie de l’obésité, y sont plus exposées, parce que leur estomac se vide moins bien et produit moins d’acide ; le kaki est l’aliment le plus souvent en cause. Les auteurs recommandent à ces personnes de bien mastiquer, de boire suffisamment et d’éviter les excès d’aliments très riches en fibres, en particulier le kaki et la peau blanche des agrumes.

Les plantes du site qui en contiennent

Cette liste reprend les fiches du site qui citent ce composé dans la composition de la plante. Si le texte ci-dessus contredit l’une d’elles, c’est lui qui fait foi : la fiche sera revue.

Les 54 fiches qui citent les cellulose et hémicelluloses sont rangées ci-dessous par famille. Chaque nom mène à la fiche de la plante.

Apiacées — Carotte, Égopode podagraire.

Asphodélacées — Aloe vera.

Brassicacées — Radis cultivé.

Caryophyllacées — Céraiste tomenteux.

Cypéracées — Choin noirâtre, Laîche des bois, Laîche des marais, Laîche dioïque, Laîche glauque, Laîche hérissée, Laîche paniculée, Laîche pendante, Laîche vulgaire, Linaigrette à feuilles étroites, Linaigrette vaginée, Rhynchospore blanc, Scirpe des lacs, Scirpe des marais.

Fabacées — Caroubier.

Moracées — Figuier commun.

Pinacées — Sapin blanc.

Poacées — Agrostide commune, Agrostide stolonifère, Bambou géant, Blé tendre, Brize intermédiaire, Brize mineure, Brome dressé, Brome mou, Brome stérile, Canche cespiteuse, Canche flexueuse, Chiendent maritime, Dactyle aggloméré, Fétuque élevée, Fétuque ovine, Houlque laineuse, Mélique ciliée, Molinie bleue, Orge des rats, Panic pied-de-coq, Pâturin annuel, Pâturin des prés, Ray-grass anglais, Ray-grass d’italie, Roseau commun, Seigle cultivé, Stipe pennée, Vulpin des champs, Vulpin des prés.

Rhamnacées — Bourdaine.

Rosacées — Poirier sauvage, Pommier sauvage.

Sources

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• Turner S., Kumar M., « Cellulose synthase complex organization and cellulose microfibril structure », Philosophical Transactions of the Royal Society A, 2018, 376(2112), 20170048. PMID 29277745.
• Scheller H.V., Ulvskov P., « Hemicelluloses », Annual Review of Plant Biology, 2010, 61, 263-289. PMID 20192742.
• Zhong R., Cui D., Ye Z.H., « Secondary cell wall biosynthesis », New Phytologist, 2019, 221(4), 1703-1723. PMID 30312479.
• Froidurot A., Julliand V., « Cellulolytic bacteria in the large intestine of mammals », Gut Microbes, 2022, 14(1), 2031694. PMID 35184689.
• Moraïs S., Winkler S., Zorea A., Levin L., Nagies F.S.P. et coll., « Cryptic diversity of cellulose-degrading gut bacteria in industrialized humans », Science, 2024, 383(6688), eadj9223. PMID 38484069.
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