Глюкоза: источники и роль в организме

Глюкоза - самый распространенный моносахарид в природе. Наиболее важная роль глюкозы заключается в обеспечении источника энергии для клеток. Это настоящее «биологическое топливо» для организма, особенно для мозга. Какие еще функции выполняет глюкоза и каковы ее источники?

Глюкоза, или декстроза, представляет собойорганическое соединение с химической формулой C6H12O6. Впервые он был выделен в 1747 году из изюма.

Глюкоза представляет собой соединение, относящееся к простым сахарам (моносахаридам), в частности к гексозам. Глюкоза представляет собойбелый кристаллический порошок со сладким вкусом. Очень хорошо растворяется в воде, но не меняет свой pH.

Глюкоза и ее роль в организме

Глюкоза в основном используется в качестве«биологического топлива»для выработки энергии во время аэробного клеточного дыхания. На первом этапе глюкоза биохимически превращается вдве молекулы пирувата. Пируват затем включается в цикл лимонной кислоты и дыхательную цепь с образованием адинозин-5-трифосфата (АТФ).

АТФ - этотип клеточной «батарейки»,которая постоянно подзаряжается, а запасенная в ней энергия необходима практически для всех процессов в организме.

Мозг использует больше всего глюкозы, будучисамым чувствительным органом к ее дефициту. Взрослый мозг использует около 120 граммов глюкозы в день.

Глюкоза способна соединяться сама с собой или с другими моносахаридами, например фруктозой,с образованием ди- или полисахаридов. Две молекулы глюкозы объединяются, образуя мальтозу, а глюкоза и фруктоза объединяются, образуя сахарозу.

При избытке глюкозы в организме она может откладываться в качестве резервных веществ. Затем глюкоза, образуя длинные разветвленные цепи, образует крахмал (у растений) или гликоген (у животных). Кроме того, в растениях цепочки глюкозы могут образовыватьцеллюлозу,которая является строительным компонентом клеточной стенки растений. Целлюлоза, образующая жесткие и длинные нити, расположенные параллельно, является элементом жестких фрагментов растений, например древесины.

Глюкоза, помимо того, что является источником энергии для клеток, также являетсяисточником органического углерода. Следовательно, он используется в качестве предшественника для синтеза многих биохимических молекул, например, витамина С и аминокислот.

Кроме того, глюкоза необходима в процессе гликозилирования, то есть в процессе присоединения остатков сахара к другим молекулам. Затем гликопротеины, гликолипиды, пептидогликаны и нуклеозиды, так называемые соединения с важными биологическими функциями.

Каковы источники глюкозы?

Глюкоза - этосамый распространенный моносахарид в природеe. Растения способны производить глюкозу из углекислого газа, воды и солнечной энергии посредством фотосинтеза. Это возможно благодаря специализированным биохимическим путям, обнаруженным в хлоропластах. Клетки животных такими возможностями не обладают.

Глюкоза в организме человека поступает в основном из растительных источников пищи. Глюкозы много в:

фрукты такие как инжир, бананы, яблоки, виноград, сливы, вишни;
сухофрукты;
овощи такие как лук, перец, кукуруза и мед.

ŹИсточником глюкозы также является белый сахар,который используется для подслащивания кофе, чая и выпечки тортов. В пищевой промышленности обычно используетсясироп глюкозыилисироп глюкозы-фруктозы. Мы находим его в соках, газированных напитках, тортах, печенье, джемах и сухих завтраках.

Глюкоза также присутствует вкрахмальных продуктахcч, в том числе:

картофель,
макароны,
крупы,
рис,
кукуруза.

В организме крахмал расщепляется до глюкозы специальными ферментами. Избыток глюкозы хранится в печени и мышцах в виде гликогена или может быть синтезирован из других молекул, таких как белки, в процессе, называемом глюконеогенезом. Оба процесса позволяют поддерживать постоянный уровень глюкозы в крови между приемами пищи или во время голодания.

Но давайте помнить, что хотя глюкоза является незаменимым «биологическим топливом», поддерживающим основные жизненные процессые, ее избыток, поступающий с пищей, вызывает проблемы со здоровьем такие как:

ожирение,
диабет,
сердечно-сосудистые заболевания,
рак.

Читайте также: Чем заменить сахар? СПИСОК ПОЛЕЗНЫХ ЗАМЕН САХАРА

Глюкоза: гормональная регуляция

Для поддержания нормальных жизненных функций уровень глюкозы в крови животных должен постоянно поддерживаться на соответствующем уровне гормональными механизмами. Центральную роль в регуляции уровня глюкозы играет поджелудочной железойЭндокринные клетки, концентраты которых находятся в поджелудочной железе в так называемых островки Лангерганса, секретируют два гормона:инсулин и глюкагон

Инсулин вырабатывается бета-клетками островков Лангерганса, и его секреция стимулируется повышением уровня глюкозы в крови после приема пищи. Инсулин отвечает за для транспорта глюкозы к тканям с помощью специализированных транспортеров (GLUT) и для снижения уровня глюкозы в крови.

Избыток глюкозы откладывается в виде гликогена или преобразуется в жирные кислоты и глицерин, которые откладываются в жировой ткани.

Гормон, которыйпротивопоставляется инсулину, называется глюкагон и вырабатывается альфа-клетками островков Лангерганса. Глюкагон высвобождается, когда уровень глюкозы в крови слишком низок. Это вызывает, например. расщепление гликогена в печени и выброс глюкозы в кровь.

Благодаря этому поддерживается постоянный уровень глюкозы между приемами пищи. Запаса гликогена в печени достаточно для поддержания нормального уровня глюкозы в течение нескольких часов. После истощения запасов гликогена запускается процесс глюконеогенеза и выработка глюкозы из аминокислот или глицерина.

Полезна ли глюкоза для здоровья?

Оптимальный уровень глюкозы в крови должен быть вдиапазоне 70-99 мг/суткил. Аномальные уровни глюкозы в крови могут быть результатом гормонального дисбаланса этого вещества и возникать в двух случаях:

слишком высокий уровень глюкозы (гипергликемия)
слишком низкий уровень глюкозы (гипогликемия)

Людям с: следует регулярно проводить анализ крови на глюкозу

ожирение,
гипотиреоз,
гиперфункция надпочечников,
семейный анамнез диабета,
беременная.

Следующие симптомы также являются показанием для проведения анализов, которые могут указывать на повышенный уровень глюкозы в крови и диабет:

чрезмерная жажда, слабость,
рецидивирующие инфекции,
частое выделение большого количества мочи (поллакиурия).

Глюкометр проводится в венозной крови натощак. Если значение ≥126 мг/дл и присутствуют вышеуказанные симптомы, диагностируется диабет.

Однако, если обнаружено нарушение уровня глюкозы натощак, т.е. когда значение глюкозы натощак находится между100 и 125 мг/дл (так называемый предиабет),кривая глюкозы должна быть выполнено.

Этот тест состоит изизмерения уровня глюкозы в крови натощак и в первый и второй час после приема 75 г глюкозы. Если уровень глюкозы ≥200 мг/дл в течение второго часа, это указывает на диабет.

Нарушения уровня глюкозы в крови также могут быть связаны с низким уровнем глюкозы в крови, когдауровень глюкозы в крови падает ниже 70 мг/дл (гипогликемия).

Мозг наиболее чувствителен к дефициту глюкозы, потому что практически вся глюкоза поступает в мозг.

Поэтому слишком низкий уровень глюкозы проявляется умственной запутанностью, проблемами с концентрацией внимания. Другие симптомы включают сильный голод, слабость, беспокойство, учащенное сердцебиение, тремор рук и сонливость. Гипогликемия может быть вызвана:

передозировка инсулина
пропуск приема пищи после введения инсулина
постпищевой синдром после операции на желудке
инсулинсекретирующая опухоль
надпочечниковая недостаточность

Читайте также: Глюкозотолерантный тест (сахарная кривая) - что это такое?

Глюкоза: что такое реакция Майяра?

Реакция Майяра - этонеферментативный процесс, происходящий между аминокислотами и простыми сахарами, такими как глюкоза. Реакция происходит при обработке пищи под воздействием высокой температуры, придающей ей темный цвет, аромат и вкус, например, при обжаривании лука, поджаривании хлеба, обжаривании кофейных зерен.

Реакция Майяра также может возникать в организме. Происходит это под влиянием употребления в пищу продуктов с высоким содержанием простых сахаров, например сладостей. Глюкоза, попав в кровь, начинает реагировать с белками организма, например.гемоглобина, в эритроцитах с образованием гликированного гемоглобина.

Гликированный гемоглобин являетсялабораторным маркером, который оценивает средний уровень глюкозы в крови за последние 3 месяца. Он используется, например. для мониторинга терапии диабета.

Помимо гемоглобина, в организме повреждаются и другие белки. Наиболее опасны повреждения белков, которые не регенерируют, например, миелиновых оболочек нейронов или хрусталика глаза. Таким образом, реакции Майяра даже в тканях ответственны заосложнения диабета, такие как повреждение нервов и катаракта.

Забудьте о добавленном сахаре, и вы почувствуете себя лучше

Для чего используется глюкоза?

Глюкозапроизводится промышленным способом из крахмала (полученного из кукурузы, риса, пшеницы, ржи или картофеля) путем ферментативного гидролиза с использованием амилазы или кислот. Затем из глюкозы изготавливают глюкозный сироп, который используется, например. при производстве кондитерских изделий, таких как конфеты, ириски и кондитерские помадки.

В пищеглюкоза используется в качестве подсластителя, увлажнителя или для увеличения объема и создания мягкого вкуса.

Глюкоза также используется в медицине. Глюкоза в виде раствора для внутривенного введениявходит в список основных лекарственных средств Всемирной организации здравоохранения и используется в:

гипер- и изотоническая дегидратация,
гипогликемия (например, после передозировки инсулина),
профилактика и лечение кетоацидоза и ацидоза при голодании,
при поражении паренхимы печени,
парентеральное питание,
восстановительный период,
порфирия,
при гиповолемических состояниях в качестве кратковременного расширителя объема циркулирующей крови,
в качестве растворителя или разбавителя для лекарств, например соединений калия, магния.

Глюкоза также доступна в виде таблеток или порошка в качествепищевой добавки и используется в качестве добавки к:

дефицит глюкозы в организме, вызванный постинсулиновой гипогликемией,
дефицит глюкозы, связанный с тягой к никотину у курильщиков или людей в период никотиновой абстиненции,
низкокалорийная диета с низким содержанием углеводов.