Глюкоза вики: Глюкоза — Википедия
Глюкоза — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Глюкоза | |
Общие | |
---|---|
Систематическое наименование | (2R,3S,4R,5R)-2,3,4,5,6-пентагидроксигексаналь (D-глюкоза), (2S,3R,4S,5S)-2,3,4,5,6-пентагидроксигексаналь (L-глюкоза) |
Традиционные названия | Глюкоза, глюкогексоза |
Хим. формула | С6H12O6 |
Физические свойства | |
Молярная масса | 180,16 г/моль |
Плотность | 1.54-1,60 г/см³ |
Термические свойства | |
Т. плав. | α—D-глюкоза: 146 °C β—D-глюкоза: 150 °C |
Классификация | |
Рег. номер CAS | 50-99-7 ( 921-60-8 (L-глюкоза) |
Рег. номер EINECS | 200-075-1 |
RTECS | LZ6600000 |
ChEBI | 17234 |
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного. |
Глюко́за, или виноградный сахар, или декстроза (D-глюкоза), С6H12O6 — органическое соединение, моносахарид (шестиатомный гидроксиальдегид, гексоза), один из самых распространённых источников энергии в живых организмах на планете[1]. Встречается в соке многих фруктов и ягод, в том числе и винограда, от чего и произошло название этого вида сахара. Глюкозное звено входит в состав полисахаридов (целлюлоза, крахмал, гликоген) и ряда дисахаридов (мальтозы, лактозы и сахарозы), которые, например, в пищеварительном тракте быстро расщепляются на глюкозу и фруктозу.
Физические свойства
Бесцветное кристаллическое вещество без запаха. Обладает сладким вкусом, растворимо в воде, в реактиве Швейцера (аммиачном растворе гидроксида меди [Cu(NH3)4](OH)2), в концентрированном растворе хлорида цинка и концентрированном растворе серной кислоты.
В 2 раза менее сладкая, чем сахароза.
Строение молекулы
Глюкоза может существовать в виде циклов (α- и β-глюкозы) и в виде линейной формы (D-глюкоза).
Получение
В промышленности глюкозу получают гидролизом крахмала и целлюлозы.
В природе глюкоза образуется растениями в процессе фотосинтеза.
Химические свойства
Глюкоза может восстанавливаться в шестиатомный спирт (сорбит). Глюкоза легко окисляется. Она восстанавливает серебро из аммиачного раствора оксида серебра и медь(II) до меди(I).
Проявляет восстановительные свойства. В частности, в реакции растворов сульфата меди(II) с глюкозой и гидроксидом натрия. При нагревании эта смесь реагирует с обесцвечением (сульфат меди сине-голубой) и образованием красного осадка оксида меди(I).
Образует оксимы с гидроксиламином, озазоны с производными гидразина.
Легко алкилируется и ацилируется.
При окислении образует глюконовую кислоту, если воздействовать сильными окислителями на её гликозиды, и гидролизовав полученный продукт можно получить глюкуроновую кислоту, при дальнейшем окислении образуется глюкаровая кислота.
Биологическая роль
Глюкоза — основной продукт фотосинтеза, образуется в цикле Кальвина.
В организме человека и животных глюкоза является основным и наиболее универсальным источником энергии для обеспечения метаболических процессов. Глюкоза является субстратом гликолиза, в ходе которого она может окислиться либо до пирувата в аэробных условиях, либо до лактата в случае анаэробных условий. Пируват, полученный таким образом в гликолизе, далее декарбоксилируется, превра
Глюкоза — SportWiki энциклопедия
Влияние сахара на мозг
Скорость утилизации глюкозы на протяжении пяти фаз гомеостаза глюкозыГлюко́за (C6h22O6) («виноградный сахар», декстроза) встречается в соке многих фруктов и ягод, в том числе и винограда, отчего и произошло название этого вида сахара. Является шестиатомным сахаром (гексозой).
В организме человека глюкоза является основным и наиболее универсальным источником энергии для обеспечения метаболических процессов. Способностью усваивать глюкозу обладают все клетки организма животных. В то же время, способностью использовать другие источники энергии — например, свободные жирные кислоты и глицерин, фруктозу или молочную кислоту — обладают не все клетки организма, а лишь некоторые их типы.
Глюкоза в клетках может подвергаться гликолизу с целью получения энергии в виде АТФ.
Многие отличные от глюкозы источники энергии могут быть непосредственно конвертированы в печени в глюкозу — например, молочная кислота, многие свободные жирные кислоты и глицерин, или свободные аминокислоты, прежде всего, наиболее простые из них, такие, как аланин. Процесс образования глюкозы в печени из других соединений называется глюконеогенезом.
В связи с исключительной важностью поддержания стабильного уровня глюкозы в крови, у человека и многих других животных существует сложная система гормональной регуляции параметров углеводного обмена, при этом снижает уровень глюкозы крови только один гормон — инсулин.
Атлетам следует избегать приема глюкозы и продуктов богатых простыми сахарами в больших количествах, так как они запускают процесс образования жира.
Исследования[править | править код]
Ученые из Imperial College London обнаружили механизм, который обуславливает тягу к глюкозе и другим сладким продуктам. Поскольку глюкоза является основным источником энергии для организма и особенно для головного мозга, существуют регуляционные механизмы, которые побуждают к потреблению сладкого. Фермент глюкокиназа в печени, поджелудочной железе, а также головном мозге (в центре голода и насыщения гипоталамуса) играет ключевую роль. Было установлено, что во время голода происходит выраженная активация глюкокиназы в центре голода и насыщения. Когда ученые с помощью вируса искусственно активировали глюкокиназу, животные начинали потреблять раствор глюкозы в значительно больших количествах. В ближайшем будущем эти данные могут позволить создать препараты, которые будут способны избирательно подавлять тягу к сладкому.
Инструкция ГЛЮКОЗА (GLUCOSUM) ДЕКСТРОЗА, ДЕКТРОЗА[править | править код]
Форма выпуска[править | править код]
Порошок; таблетки по 0,5 г, 1 г, в упаковке — 10 штук; 5% раствор для инъекций во флаконах по 400 мл; 40% раствор в ампулах, в упаковке — 10 штук по 10 мл и по 20 мл; во флаконах по 200 мл; 25% раствор по 20 мл; глюкоза (40% раствор) с аскорбиновой кислотой (1% раствором) по 20 мл, в упаковке — 10 штук; 25% раствор с 1% раствором метиленового синего по 20 л и по 50 мл, в упаковке — 5 штук.
Фармакологическое действие[править | править код]
Источник легко усвояемого организмом ценного питания, повышающего энергетические запасы организма и улучшающего его функции.
Рекомендации к применению в спорте[править | править код]
- Гипогликемия во время и после напряженной физической нагрузки.
- Создание углеводного депо в организме.
- Заболевания печени, инфекционные заболевания, геморрагические диатезы, декомпенсация сердечной деятельности, шок, коллапс.
- Как растворитель препаратов, вводимых парентерально.
Режим дозирования[править | править код]
Внутрь по 0,5-1 г на прием, подкожно, внутривенно (капельно) 300-500 мл и в клизмах до 2 л в сутки, внутривенно до 20-50 мл 40% раствора самостоятельно и с 1% раствором аскорбиновой кислоты; при отравлениях синильной кислотой с 1% раствором метиленового синего.
Противопоказания[править | править код]
Сахарный диабет.
глюкоза — Викисловарь
Морфологические и синтаксические свойства[править]
падеж | ед. ч. | мн. ч. |
---|---|---|
Им. | глюко́за | глюко́зы |
Р. | глюко́зы | |
Д. | глюко́зе | глюко́зам |
В. | глюко́зу | глюко́зы |
Тв. | глюко́зой глюко́зою | глюко́зами |
Пр. | глюко́зе | глюко́зах |
глю-ко́-за
Существительное, неодушевлённое, женский род, 1-е склонение (тип склонения 1a по классификации А. А. Зализняка).
Корень: -глюкоз-; окончание: -а [Тихонов, 1996]
Произношение[править]
Семантические свойства[править]
Значение[править]
- хим. углевод, содержащийся в растениях и животных организмах; виноградный сахар ◆ Отсутствует пример употребления (см. рекомендации).
Синонимы[править]
- декстроза, виноградный сахар
Антонимы[править]
- —
Гиперонимы[править]
- сахар, углевод, вещество
Гипонимы[править]
Родственные слова[править]
Этимология[править]
Происходит от франц. glucose «глюкоза», далее из др.-греч. γλυκύς «сладкий» (восходит к праиндоевр. *dlk-u- «сладкий»). Франц. glucose — с 1838 г.; термин ввел в оборот Эжен Пелиго.
Фразеологизмы и устойчивые сочетания[править]
Перевод[править]
Список переводов | |
|
Библиография[править]
Морфологические и синтаксические свойства[править]
глюкоза
Существительное.
Корень: —.
Произношение[править]
Семантические свойства[править]
Значение[править]
- хим. глюкоза ◆ Отсутствует пример употребления (см. рекомендации).
Синонимы[править]
Антонимы[править]
Гиперонимы[править]
Гипонимы[править]
Родственные слова[править]
Ближайшее родство | |
Этимология[править]
От ??
Фразеологизмы и устойчивые сочетания[править]
Морфологические и синтаксические свойства[править]
глюкоза
Существительное, женский род.
Корень: —.
Произношение[править]
Семантические свойства[править]
Значение[править]
- хим. глюкоза ◆ Отсутствует пример употребления (см. рекомендации).
Синонимы[править]
Антонимы[править]
Гиперонимы[править]
Гипонимы[править]
Родственные слова[править]
Ближайшее родство | |
Этимология[править]
От ??
Фразеологизмы и устойчивые сочетания[
Что такое глюкоза? Определение, химические и физические свойства
Что такое глюкоза? Все ее употребляют, но определение дать смогут немногие. Это вещество, которое необходимо организму человека. От своевременного поступления глюкозы зависит здоровье людей.
Поставлять энергию организму могут углеводы, белки и жиры. Но глюкоза – вещество, которое занимает главное место среди тех, что используются для энергетических потребностей.
Определение
Глюкоза, которую еще называют декстрозой, является белым или бесцветным порошком, не имеющим запаха и обладающим сладким вкусом. Глюкоза – вещество, которое вполне можно назвать универсальным топливом для организма человека. Ведь большая часть потребностей в энергии покрывается как раз за ее счет. Она должна присутствовать в крови постоянно. Но нужно отметить, что ее избыток, так же как и недостаток является опасным. Во время голода организм питается тем, из чего построен. В этом случае в глюкозу преобразовываются белки мышц. Это может быть крайне опасным.
Физические свойства глюкозы
Что такое глюкоза? Как уже говорилось ранее, это бесцветное, сладкое кристаллическое вещество. В воде растворяется очень хорошо. Встречается глюкоза практически во всех органах растений: в цветах, корнях, плодах и листьях. Очень большое количество глюкозы находится в спелых ягодах и фруктах, а также виноградном соке. Также она присутствует и в организмах животных. Доля вещества в человеческой крови составляет примерно одну десятую процента.
Химические свойства глюкозы
Что такое глюкоза? Это вещество, принадлежащее к многоатомным спиртам. Формула ее – C6h22O6. Если раствор глюкозы добавить в свежеосажденный гидроксид меди, будет получен раствор ярко-синего цвета. Для того чтобы иметь полное представление о строении вещества, необходимо знать, как построена молекула глюкозы. Так как шесть кислородных атомов входят в функциональные группы, атомы углерода, которые образуют скелет молекулы, соединяются непосредственно друг с другом.
Раствор глюкозы содержит молекулы с открытой цепочкой атомов, а также циклические. Что такое глюкоза? Это вещество, которое имеет двойственную химическую природу. Она образует сложные эфиры, окисляется. Клетка глюкозы может распадаться на две клетки молочной кислоты и свободную энергию. Этот процесс называют гликолизом. Молекула глюкозы существует в трех изомерных формах. Одна из них является линейной, а две другие – циклическими.
Глюкоза и пища
В человеческий организм глюкоза поступает вместе с углеводами. После попадания в кишечник они расщепляются, превращаясь в глюкозу, которая затем попадает в кровь. Какая-то часть вещества тратится на энергетические нужды организма, другая откладывается в форме запасов жира. Некоторая часть глюкозы откладывается в виде такого вещества, как гликоген. После переваривания пищи и прекращения притока глюкозы в кровь из кишечника начинается процесс обратного превращения гликогена и жиров в глюкозу. Таким способом человеческий организм поддерживает беспрерывное содержание глюкозы в крови. Вообще, процесс превращения жиров и белков в глюкозу и обратно занимает достаточно долгое время. Зато тот же самый процесс с глюкозой и гликогеном происходит гораздо быстрее. Именно по этой причине гликоген является основным запасным углеводом.
Гормоны-регуляторы
Процесс превращения глюкозы в гликоген и наоборот регулируют гормоны. Инсулин уменьшает концентрацию глюкозы в крови человека. Повышают ее такие гормоны, как адреналин, глюкагон, кортизол. В случае если в прохождении таких реакций между гликогеном и глюкозой происходят какие-либо нарушения, у человека может возникнуть серьезное заболевание. Одним из них является сахарный диабет.
Как измерять глюкозу в крови?
Измерение в крови глюкозы – это основной тест, который проводят для обнаружения сахарного диабета. В венозной и капиллярной крови уровень глюкозы различен. Он может колебаться из-за голода или сытости человека. При измерении на голодный желудок (минимум через восемь часов после приема пищи) в венозной крови содержание глюкозы должно составлять от 3,3 до 5,5 миллимоль на литр, а в капиллярной немного больше – от 4 до 6,1 миллимоль на литр. Через пару часов после приема пищи уровень вещества не должен быть выше 7,8 миллимоль на литр. Это относится как к венозной, так и к капиллярной крови. Если в течение недели при измерениях на голодный желудок уровень глюкозы не становится ниже 6,3 миллимоль на литр, следует незамедлительно обратиться к врачу-эндокринологу, а также провести дополнительное обследование.
Превышение уровня глюкозы в крови
Такое положение называется гипергликемией. Развивается она чаще всего при заболевании сахарным диабетом. Из-за чего может повыситься уровень глюкозы? Причиной могут быть:
- сахарный диабет;
- стресс, сильное эмоциональное напряжение;
- инфаркт миокарда;
- болезни почек, поджелудочной железы и эндокринной системы;
- умеренные физические нагрузки.
При возникновении стрессовых ситуаций глюкоза в крови может повышаться. Это происходит из-за того, что организм человека, отвечая на подобную ситуацию, начинает выделять стресс-гормоны. А они как раз и повышают в крови уровень глюкозы. Гипергликемия имеет разные степени тяжести: от легкой и средней до состояния комы, когда уровень глюкозы превышает 55,5 миллимоль на литр.
Низкое количество глюкозы в крови
Данное явление называют гипогликемией. Это состояние, когда концентрация вещества в крови составляет менее 3,3 миллимоль на литр. Каковы клинические проявления гипогликемии? Это могут быть: мышечная слабость, сильная потливость, спутанное сознание, нарушение координации.
Снижается уровень глюкозы в крови из-за таких факторов, как:
- нарушение питания или голодание;
- заболевания печени и поджелудочной железы;
- сильные физические нагрузки;
- заболевания эндокринной системы;
- передозировка инсулина.
При очень сильной гипогликемии у человека может быть гипогликемическая кома.
Глюкоза и медицина
Раствор этого вещества используют при лечении большого числа заболеваний, при нехватке глюкозы. Также им разводят некоторые лекарственные препараты перед тем, как ввести их в вену.
Глюкоза является очень нужным веществом, играющим важную роль в работе человеческого организма.
Применение
Глюкоза очень питательна. Крахмал, который содержится в пище, попадая в пищеварительный тракт, превращается в глюкозу. Оттуда она разносится по всему организму. Так как это вещество очень легко усваивается организмом, а также дает ему энергию, глюкозу применяют как укрепляющее лечебное средство.
Так как она сладкая, ее используют и в кондитерском деле. Глюкоза – сахар, входящий в состав патоки, карамели, мармелада, пряников. Вообще, все простые углеводы, которые называют сахарами, разделяются на два типа: глюкоза, фруктоза. И наиболее часто в одном продукте содержится их смесь. Примером является столовый сахар, в котором два этих вещества находятся в равном количестве.
Стоит помнить, что слишком обильное потребление сладкого наносит организму человека вред. Ведь возникают такие заболевания, как ожирение, кариес, диабет. Жизнь из-за этого сокращается. Поэтому нужно хорошо следить за своим питанием и употреблять все необходимые вещества в пределах нормы. Тогда со здоровьем все будет в порядке.
Глюкоза: что такое, ее назначение
Органическое вещество с кристаллической структурой является одним из основных источников энергии для живых существ. Углевод называется глюкоза — что такое это органическое соединение, почему она так важна для каждого человека можно узнать, изучив ее строение и основные свойства.
Структурная формула углеводаСтроение моносахарида
Декстроза или виноградный сахар являются другими названиями вещества, которое относится к группе моносахаридов — одни из основных групп углеводов. С кристаллической структурой без выраженного запаха, твердая и растворимая в воде глюкоза — что это такое, свойства и структуру можно узнать, детально изучая группу моносахаридов.
Применение органического соединенияНезаменимый углевод обеспечивает энергетический обмен, потому большинство затрат покрывается благодаря глюкозе:
- Для нормальной жизнедеятельности одинаково опасно как недостаточное количество сахара в крови, так и его переизбыток.
- Моносахарид сразу всасывается в кровь и содержится в соке фруктов, ягод, особенно в винограде, отчего происходит его название виноградный сахар.
- Углеводы в процессе гликолиза расщепляются до глюкозы, которая всасывается очень быстро в кровь.
- Одна часть органического соединения необходима для восполнения энергетических затрат, другая попадает в жировые отложения, а еще одна часть превращается в гликоген.
- Запасной углевод — гликоген, отлаживается в основном в печени и может при необходимости обеспечить суточные запасы энергии.
Потребность организма в глюкозе
Простой углевод как огромный источник энергии необходим каждому человеку. Потребность в органическом соединении повышается у людей умственного труда, спортсменов и при тяжелых физических нагрузках из-за больших энергетических затрат.
Главным из того, что делает глюкоза, является восполнение потраченных энергетических запасов. Если у человека лишний вес, присутствуют заболевания эндокринной системы, а также при малоактивном образе жизни суточная норма вещества снижается.
Роль инсулина
Для нормального усваивания органического соединения на клеточном уровне необходим гормон инсулин, который продуцируют клетки поджелудочной железы. Без такого вещества затрудняется усваивание углевода, клетки гибнут от голода и истощения.
При нарушениях работы эндокринной системы сахар в крови повышается, что становится причиной сахарного диабета. Инсулин увеличивает скорость всасывания углевода клетками, а также под его воздействием происходит утилизация глюкозы.
Современная диагностика сахарного диабетаНормальные показатели глюкозы
Уровень соединения в крови зависит от приемов пищи. Натощак показатели немного отличаются и в среднем составляют 5,5 ммоль/л.
Пос
Глюкоза: что такое, строение органического вещества и его назначение
Органическое вещество с кристаллической структурой является одним из основных источников энергии для живых существ. Углевод называется глюкоза что такое это органическое соединение, почему она так важна для каждого человека можно узнать, изучив ее строение и основные свойства.
Структурная формула углевода
Строение моносахарида
Декстроза или виноградный сахар являются другими названиями вещества, которое относится к группе моносахаридов одни из основных групп углеводов. С кристаллической структурой без выраженного запаха, твердая и растворимая в воде глюкоза что это такое, свойства и структуру можно узнать, детально изучая группу моносахаридов.
Применение органического соединения
Незаменимый углевод обеспечивает энергетический обмен, потому большинство затрат покрывается благодаря глюкозе:
- Для нормальной жизнедеятельности одинаково опасно как недостаточное количество сахара в крови, так и его переизбыток.
- Моносахарид сразу всасывается в кровь и содержится в соке фруктов, ягод, особенно в винограде, отчего происходит его название виноградный сахар.
- Углеводы в процессе гликолиза расщепляются до глюкозы, которая всасывается очень быстро в кровь.
- Одна часть органического соединения необходима для восполнения энергетических затрат, другая попадает в жировые отложения, а еще одна часть превращается в гликоген.
- Запасной углевод гликоген, отлаживается в основном в печени и может при необходимости обеспечить суточные запасы энергии.
Потребность организма в глюкозе
Простой углевод как огромный источник энергии необходим каждому человеку. Потребность в органическом соединении повышается у людей умственного труда, спортсменов и при тяжелых физических нагрузках из-за больших энергетических затрат.
Главным из того, что делает глюкоза, является восполнение потраченных энергетических запасов. Если у человека лишний вес, присутствуют заболевания эндокринной системы, а также при малоактивном образе жизни суточная норма вещества снижается.
Роль инсулина
Для нормального усваивания органического соединения на клеточном уровне необходим гормон инсулин, который продуцируют клетки поджелудочной железы. Без такого вещества затрудняется усваивание углевода, клетки гибнут от голода и истощения.
При нарушениях работы эндокринной системы сахар в крови повышается, что становится причиной сахарного диабета. Инсулин увеличивает скорость всасывания углевода клетками, а также под его воздействием происходит утилизация глюкозы.
Современная диагностика сахарного диабета
Нормальные показатели глюкозы
Уровень соединения в крови зависит от приемов пищи. Натощак показатели немного отличаются и в среднем составляют 5,5 ммоль/л.
После еды показания не должны повышаться больше чем на 7,8 ммоль/л. Правильно расшифровать анализы сможет только врач, ведь они отличаются у взрослых, детей, у беременных и пожилых людей.
Стойкое повышение может означать следующие процессы:
- сахарный диабет 1 или 2 типа,
- патологии эндокринной системы,
- хронические и острые заболевания печени.
Уровень органического соединения влияет на углеводный обмен. Избыток виноградного сахара выводится почками. Патологическим состоянием считается глюкозурия наличие органического соединения в мочи.
У здорового человека присутствие небольшого количества углевода в мочи не вызывает подозрения, в большинстве случаев современные методы анализа даже не определяют вещество. Значительное повышение моносахарида сопровождается часто полиурией и наблюдается при сахарном диабете, остром панкреатите, у престарелых людей, при патологиях почек и эндокринной системы.
Источники вещества
В природе больше всего углевода находится в меде до 80%, а также в фруктах, ягодах. Эндокринологи и диетологи рекомендуют получать органическое соединение из природных продуктов. Узнав, что содержит глюкозу, можно заменить рафинированный сахар на более полезные продукты.
Рекомендации! В меде присутствует 80% моносахарида, в сладком мармеладе 79%, в макаронах 70%, а в шоколаде около 63%, потому нужно составлять рацион учитывая не только потребности организма, но натуральность продуктов и их пользу для организма.
Роль правильного питания при повышенном уровне сахара в крови
Производство моносахарида
Глюкоза как сырье для переработки используется в медицинской сфере, при производстве косметических продуктов, в пищевой отрасли и используется в кожевенном производстве.
Сегодня органическое вещество изготавливают для трех направлений:
- техническая,
- пищевая,
- кристаллическая глюкоза.
Для получения технического вещества производят глюкозный сироп из кукурузы или картофельного крахмала.
Производство виноградного сахара
Роль моносахарида в промышленности
Гликозиды как производные моносахаридов встречаются только в природе. Их широко используют в медицине, при производстве витаминных веществ и различных ядов.
Общее название всех производных моносахаридов гликозиды. С помощью химических реакций гидролиза узнают что такое глюкозиды, поскольку вещества являются производными гликозидов.
Питание и уровень сахара в крови
Применение в косметологии
Из сахара и лаурилсульфата производят лаурил глюкозид что это и какими свойствами обладает можно узнать из процесса его производства. Моносахарид используют многие косметические компании, поскольку оно быстро распадается при контакте с кожей и бережно ее очищает.
Как компонент различных средств входит в состав натуральной косметики, а также используется в промышленном производстве моющих средств. Лаурил глюкозид считается щадящим компонентом, изготовленным из натурального сырья.
Широко используется кокоглюкозид что это, этапы его производства и влияние вещества на организм изучили довольно давно. Натуральное поверхностно-активное вещество добывают из натурального кокоса, его мякоти или масла пальмы и из фруктового сахара.
Кокоглюкозид применяется в производстве геля для душа, крема и шампуня, а также в детских косметических средствах. На коже кокоглюкозид образует тонкую пленку, которая защищает, смягчает и разглаживает лицо.
Антитоксический препарат для инфузионной терапии
Вещество в медицине
Без глюкозы невозможны многие процессы в организме человека, потому ее давно используют в лечебных целях. Раствор органического вещества вводят внутривенно при отравлении, гипогликемии и при одновременном введении многих других лекарств.
Средство выпускается в следующих лекарственных формах:
- Таблетки, в которых содержится сухая глюкоза в количестве 0,5 грамм.
- Растворы для внутривенного введения.
- Инфузионные растворы.
Как определить уровень сахара в крови
Важнейший источник энергии
Эндокринная система играет огромную роль в регуляции процессов обмена углеводов и жиров:
- Обычно 50% углевода в организме преобразуется в энергию, а остальная половина отлаживается в виде жиров или гликогена.
- При снижении количества инсулина только 5% органического соединения превращается в необходимую для нормальной жизнедеятельности энергию.
- Важнейший гормон инсулин влияет на образование, транспорт и уровень углевода в крови.
- С помощью гормона соединение поступает в клетки, где преобразуется в энергию.
Чем отличается фруктоза от глюкозы
Самой сладкой из всех сахаров считается фруктоза, которая содержится в меде, фруктах и ягодах, цветочном нектаре. Калорийность вещества практически не отличается, но фруктовый продукт более сладкий, чем виноградный сахар.
Также отличаются процессы их усваивания и переработки:
Отличия органических соединений | |
Глюкоза Формула строения моносахарида | Вещество используют при интоксикации и отравлениях, как антитоксическое вещество. Тесты для определения соединения в крови помогают следить за уровнем сахара у людей с диабетом. Органическое соединение при сахарном диабете успешно заменяют фруктовым сахаром, но в умеренных дозах, установленных врачом. Углевод очень быстро попадает в кровеносное русло, а фруктоза усваивается только клетками печени. |
Фруктоза Строение фруктозы | При постоянном приеме человек не получает достаточное количество энергии, ведь соединение гораздо медленнее усваивается. При расщеплении не производится инсулин. Здоровый человек при употреблении фруктового сахара может почувствовать недомогание, тогда как больной сахарным диабетом наоборот будет чувствовать себя лучше. Органическое соединение не дает быстрого ощущения насыщения, потому часто люди переедают. |
Что полезнее глюкоза или фруктоза, можно ответить по-разному, ведь для человека с крепким здоровьем, без нарушения работы эндокринной системы виноградный сахар не приносит вреда в разумных количествах.
Важно! Фруктовый сахар не стимулирует выработку двух важнейших гормонов, потому заменить полностью сахар этим веществом нельзя.
Для диабетиков, особенно 2 типа, фруктоза становится решением проблемы высокого сахара в крови, хотя имеются побочные действия от приема органического соединения. Употребляют вещество в небольших количествах, чтобы избежать негативных последствий. В кислой среде при добавлении воды к свекольному сахару или сахарозе получается глюкоза и фруктоза.
Структурная формула сахарозы
Без глюкозы невозможны многие метаболические процессы в живом организме. Правильное количество моносахарида в ежедневном рационе и регулярные обследования помогут человеку всегда быть здоровым и активным.
Тест: на определение риска сахарного диабета 2 типа
глюкозы — Викисловарь
См. Также: Глюкоза и глюкозеСодержание
- 1 Английский
- 1.1 Этимология
- 1.2 Произношение
- 1.3 существительное
- 1.3.1 Синонимы
- 1.3.2 Гиперонимы
- 1.3.3 Гипонимы
- 1.3.4 Производные термины
- 1.3.5 Связанные термины
- 1.3.6 Переводы
- 1.3.7 См. Также
- 2 Голландский
- 2.1 Произношение
- 2.2 Существительное
- 2.2.1 Синонимы
- 3 Французский
- 3.1 Этимология
- 3.2 Произношение
- 3.3 Существительное
- 3.3.1 Производные условия
- 3,4 Глагол
- 3.5 Дополнительная литература
Английский язык [править]
Викискладе есть медиафайлы по адресу: Глюкоза В английской Википедии есть статья на тему: глюкоза Википедия Шариковая модель молекулы глюкозы.Этимология [править]
Через французский, с древнегреческого γλεῦκος (gleûkos, «вино, сусло»); примечание: -оза происходит из глюкозы , а не наоборот. Другими словами, представление слова глюкоза как глюко- + -оза является скорее повторным анализом, чем исторической этимологией. Это необычно для реанализа, который работает полностью, то есть без лишних бессмысленных слогов (таких как ham- в повторно проанализированном hamburger ).
Произношение [править]
- (Великобритания) IPA (ключ) : / ˈɡluːkoʊz /
- (США) IPA (ключ) : / ˈɡlukoʊs /
Существительное [править]
глюкозы ( счетных и бесчисленных , множественных глюкоз )
- (биохимия) Простой моносахарид (сахар) с молекулярной формулой C 6 H 12 O 6 ; это основной источник энергии для клеточного метаболизма.
Синонимы [править]
- сахар виноградный
- сахар в крови
- сахар кукурузный
Hypernyms [править]
- альдогексоза
- гексоза
- моносахарид
Гипонимы [править]
- декстроза
- D-глюкоза
- L-глюкоза
- декстроглюкоза
Производные термины [править]
Производные термины
- глюкозный сироп
- глюкозид
- глюкозидуронат
- изоглюкоза
Связанные термины [править]
→
- солодка
Переводы [править]
простой моносахаридный сахар
Глюкоза | eClinpath
Глюкоза образуется в результате переваривания пищевых углеводов, расщепления гликогена в печени (гликогенолиз, это обеспечивает запасы для поддержания глюкозы в крови во время голодания или состояния дефицита пищи — конечно, до тех пор, пока запасы не истощатся, а затем вступит в действие глюконеогенез) и производства глюкозы из предшественников аминокислот в печени (глюконеогенез).Обратите внимание, что почки также могут быть источником глюконеогенеза. У жвачных животных основным источником глюкозы является глюконеогенез из летучих жирных кислот (пропионат), абсорбируемых из рубца в результате бактериальной ферментации. Глюкоза является основным источником энергии для клеток млекопитающих. Поглощение в большинстве клеток опосредуется группой мембранных транспортных белков, называемых переносчиками глюкозы (GLU), некоторые из которых являются инсулино-зависимыми (особенно мышцы и жир), например ГЛУ-4. В печени, красных кровяных тельцах и головном мозге есть рецепторы глюкозы, которые не требуют инсулина, сохраняя метаболическую функцию этих жизненно важных органов.
Физиология
На концентрацию глюкозы в крови влияют гормоны, которые облегчают ее поступление в кровоток или удаление из него. Гормоны влияют на концентрацию глюкозы, изменяя поглощение глюкозы клетками (для производства энергии), способствуя или ингибируя глюконеогенез, или влияя на гликогенез (производство гликогена) и гликогенолиз, и перечислены ниже. Наиболее важным гормоном, участвующим в метаболизме глюкозы, является инсулин, который позволяет использовать и хранить энергию и снижает концентрацию глюкозы в крови.Некоторые гормоны противодействуют действию инсулина и, следовательно, повышают уровень глюкозы в крови. Основными гормонами, опосредующими этот эффект, являются глюкагон (состояние голодания), гормон роста, катехоламины и кортикостероиды. Повышение уровня глюкозы в крови может происходить за счет ингибирования высвобождения инсулина, стимуляции путей выделения глюкозы (гликогенолиз, глюконеогенез) или уменьшения поглощения или использования глюкозы тканями. Таблица 1 ниже суммирует эти эффекты. В совокупности повышение уровня этих инсулино-противоположных гормонов может вызвать состояние инсулинорезистентности.Инсулинорезистентность также может быть опосредована воспалительными цитокинами (фактор некроза опухоли-α [TNF-α]), ожирением и беременностью (Weiser et al, 2013). Считается, что воспалительные цитокины ответственны за инсулинорезистентность, наблюдаемую при сепсисе. Гипергликемия у пациентов с интенсивной терапией была связана с плохим исходом и побудила использовать мониторинг глюкозы у таких пациентов в медицине и ветеринарии. Во время беременности гормоны, такие как прогестерон, могут вызывать резистентность к инсулину (считается, что это опосредовано высвобождением гормона роста) и приводит к гестационному диабету у людей.Гормоны, связанные с беременностью, также могут способствовать развитию инсулинорезистентности и гиперлипидемических синдромов у беременных лошадей, пони и верблюдов.
- Инсулин : Инсулин продуцируется β-клетками островков поджелудочной железы. Высвобождение инсулина стимулируется глюкозой и аминокислотами. Высвобождение ингибируется гипогликемией, соматостатином и норэпинефрином. Инсулин снижает уровень глюкозы в крови, способствуя захвату глюкозы через GLU-4 и ее использованию в метаболизме (например, выработке энергии, производстве белка) клетками печени, мышц и других тканей.Инсулин также подавляет выработку глюкозы, подавляя глюконеогенез и гликогенолиз. Инсулин увеличивает синтез жирных кислот и триглицеридов (за счет стимуляции липопротеинлипазы на эндотелиальных клетках), тем самым увеличивая жировые запасы (адипогенез), а также усиливает синтез и хранение гликогена в печени. Инсулин индуцирует поглощение клетками K + , фосфата и Mg 2+ . Таким образом, инсулин способствует накоплению жиров и проглюкозе. Противорегулирующие гормоны и лекарства могут противодействовать действию инсулина и / или увеличивать выработку глюкозы (например, кортикостероиды, глюкагон и т. Д.).
- Глюкагон : Глюкагон вызывает повышение уровня глюкозы в крови, стимулируя глюконеогенез и гликогенолиз и облегчая высвобождение глюкозы из гепатоцитов. Низкий уровень глюкозы в крови является основным стимулом для высвобождения глюкагона из α-клеток островков поджелудочной железы. Высвобождение глюкагона помогает поддерживать уровень глюкозы в крови при голодании или голодании.
- Катехоламины (адреналин / норэпинефрин): Адреналин из мозгового вещества надпочечников действует через β2-адренорецепторы, тогда как норэпинефрин высвобождается из нервных окончаний и действует на α2-адренорецепторы.Норэпинефрин и адреналин оказывают несколько противоположное действие на высвобождение инсулина (норадреналин ингибирует, адреналин стимулирует), но общий эффект обоих — повышение уровня глюкозы в крови. Это происходит за счет стимуляции гликогенолиза (скелетных мышц; чему способствует глюкоза) и высвобождения глюкозы из гепатоцитов (адреналина), а также косвенно через ингибирование высвобождения инсулина (норэпинефрин) и высвобождения гормона роста (эпинефрин) и адренокортикотропного гормона (АКТГ; который повышает кортизол).Адреналин также стимулирует высвобождение глюкагона. Повышение уровня глюкозы в ответ на катехоламины обычно носит временный характер (в первую очередь из-за прерывистого высвобождения катехоламинов), но может быть довольно выраженным у кошек (например, около 300-400 мг / дл), крупного рогатого скота (может быть глюкокортикоидным по сравнению с адреналиновым) и верблюдовых. (предположительно, опосредованный адреналином). Как правило, у собак развивается менее тяжелая гипергликемия (обычно <300 мг / дл).
- Гормон роста (GH): Повышает уровень глюкозы в крови, подавляя захват глюкозы клетками (мышцами и жиром).Он также способствует гликогенолизу в мышечной ткани. Прогестерон (во время беременности и сразу после родов) может вызвать инсулинорезистентность, стимулируя секрецию гормона роста. Гормон роста высвобождается из гипофиза гормоном, высвобождающим гормон роста, который секретируется гипоталамусом, как правило, в ответ на низкий уровень глюкозы в крови и адреналина.
- Кортикостероиды: Они повышают уровень глюкозы в крови, вызывая высвобождение глюкозы из гепатоцитов и ингибируя поглощение глюкозы клетками (за счет уменьшения GLU-4).Глюкокортикоиды также стимулируют глюконеогенез и секрецию глюкагона (что также увеличивает уровень глюкозы в крови). Они также стимулируют синтез гликогена, что приводит к характерным вакуолярным изменениям в печени собак (легкое разрежение), которые возникают из-за избытка гликогена. Кортикостероиды также могут косвенно увеличивать концентрацию глюкозы, обеспечивая большее количество субстрата (аминокислот, некоторых жирных кислот) для глюконеогенеза за счет их катаболического воздействия на белок и липолитического действия на жировые отложения.В состояниях хронического стресса стимуляция глюконеогенеза в печени избытком глюкокортикоидов может вызвать высокие концентрации глюкозы у больного крупного рогатого скота (около 300-500 мг / дл, но вплоть до 1000 мг / дл) (например, проксимальная дуоденальная непроходимость; см. Ниже).
Гормон | Гликоген | Глюконеогенез | Поглощение глюкозы | Влияние на концентрацию глюкозы |
Инсулин | Синтез | ↓ | стимулирует | ↓ |
Глюкагон | Разбивка | ↑ | Нет эффекта | ↑ |
Катехоламины | Разбивка | ↑ (косвенное ингибирование инсулина ) | ↓ (косвенно через ингибирование гормона роста / инсулина) | Переходной ↑ |
Гормон роста | Разбивка | ↓ | ↑ | |
Кортикостероиды | Синтез | ↑ | ↓ | ↑ |
Метод измерения
В настоящее время доступно несколько методов измерения концентрации глюкозы в жидкостях организма.Наиболее часто используемые методы являются ферментативными и высокоспецифичными для глюкозы или ее производного глюкозо-6-фосфата. Уровни глюкозы обычно определяют с помощью анализов гексокиназы, глюкозооксидазы или глюкозодегидрогеназы. Метод гексокиназы считается стандартом для количественного определения концентрации глюкозы в жидкостях организма и используется в Корнельском университете.
Тип реакции
Конечная реакция без пропускания (2 точки)
Методика гексокиназного метода
В этой двухстадийной реакции гексокиназа (HK) сначала катализирует фосфорилирование глюкозы в образце аденинтрифосфатом (АТФ) с образованием глюкозо-6-фосфата в присутствии Mg 2+ .Во второй части реакции глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа (G6PD) окисляет глюкозо-6-фосфат до 6-фосфоглюконата в присутствии никотинамидадениндинуклеотидфосфата (NADP + ). Количество НАДФН, образующегося во второй реакции, измеряется фотометрически по оптической плотности при 340 нм и напрямую коррелирует с количеством глюкозы в образце. Эти две реакции показаны ниже:
Глюкоза + АТФ гексокиназа, Mg2 + > Глюкозо-6-фосфат + АДФ
Глюкозо-6-фосфат + НАДФ + G6PD > 6-фосфоглюконат + НАДФН + H +
Единицы измерения
Концентрация глюкозы в жидкостях тела измеряется в мг / дл (условные единицы) или ммоль / л (единицы СИ).Формула преобразования приведена ниже:
мг / дл x 0,0555 = ммоль / л
Примеры рекомендаций
Тип образца
Плазма, сыворотка, моча и жидкости из полостей тела (включая спинномозговую жидкость)
Подходящие антикоагулянты
Гепарин, ЭДТА или цитрат.
Мы не рекомендуем использовать пробирки из фторидоксалата. Хотя фторид натрия (NaF) подавляет гликолиз и стабилизирует уровень глюкозы в образцах крови, фторид натрия обладает гипертоническим действием и вызывает лизис эритроцитов (RBC).Это высвобождает воду внутри эритроцитов, которая снижает концентрацию глюкозы. Следовательно, концентрации глюкозы в образцах фторидоксалата ниже, чем в образцах сыворотки, которые были быстро отделены (примерно на 7-12%).
Устойчивость с хранением
- Плазма / Сыворотка: При 25 ° C, если плазма или сыворотка находятся в контакте с клеточными компонентами крови до центрифугирования, концентрация глюкозы будет снижаться из-за гликолиза клеточными компонентами (обратите внимание, что эти изменения НЕ предотвращаются с помощью использование пробирок с сепаратором сыворотки, т.е.е. кремний не всегда мешает клеткам потреблять глюкозу, если сыворотка не удалена из клеток). Потери глюкозы ускоряются в образцах крови, взятых у пациентов при условиях, перечисленных ниже. Влияние этих переменных можно минимизировать, собирая кровь в стерильные пробирки марки Vacutainer, быстро отделяя сыворотку или плазму от клеток и храня образцы в прохладной среде (4 ° C). Исследование крови лошади, собаки и альпаки показало, что уровень глюкозы незначительно снизился в крови, собранной в стеклянные пробирки без антикоагулянтов и хранящейся до 8 часов при 4 ° C у лошади и верблюда (n = 28 и 20, соответственно). , в то время как глюкоза была стабильной только в цельной крови, собранной в пластиковые пробирки без антикоагулянтов в течение 4 часов, и значительно снизилась на 8% (максимальное среднее уменьшение 12%) на 8 часов у собак (n = 26) (Collicutt et al 2015) .
- Заметный лейкоцитоз, эритроцитоз или тромбоцитоз: Эти клетки потребляют глюкозу в пробирке.
- Бактериальное заражение образца: Бактерии потребляют глюкозу.
- Температура хранения: Гликолиз усиливается при более высоких температурах. Вышеупомянутое исследование показало, что глюкоза снизилась на 2 часа в цельной крови при 25 ° C на 4, 11 и 25%, на 8, 23 и 49% и на 2, 8 и 26% у лошадей, собак и верблюдов через 2 часа. 4 и 8 часов хранения соответственно.
- Моча: Образцы необходимо хранить при 4 ° C, чтобы избежать потерь глюкозы, связанных с комнатной температурой, которые могут достигать 40% после 24-часового периода времени в образцах человека. Аналогичная информация недоступна для животных.
- Жидкости полости тела: Они могут быть загрязнены бактериями и обычно содержат другие клеточные компоненты (лейкоциты, эритроциты), которые потребляют глюкозу. Для получения точных концентраций глюкозы эти образцы следует немедленно проанализировать.Если ожидается задержка в анализе, часть образца должна быть удалена и отделена от клеток, как это было бы сделано для образцов крови (оставшийся непроращенный образец можно использовать для цитологического анализа и т. Д.). Однако это не удалит бактерии, которые все еще могут потреблять глюкозу.
Рекомендации по сдаче проб для измерения глюкозы
- Соберите кровь в пробирки, не содержащие антикоагулянта (красный верх), особенно если требуются другие химические тесты, кроме глюкозы.Антикоагулянт гепарина рекомендуется для образцов плазмы.
- Немедленно отделите плазму или сыворотку от клеток. Сюда входят пробирки с сепаратором сыворотки.
- Сохраняйте сыворотку или плазму в прохладном состоянии до отправки образца.
Помехи
- Липемия, гемолиз, желтуха: Они оказывают минимальное влияние на результаты измерения глюкозы.
Интерпретация теста
Гипергликемия
Устойчивая гипергликемия имеет патологические последствия, вызывая гликозилирование белковых групп.Первое изменение — неферментативное добавление глюкозы к аминогруппам белка с образованием продуктов Amadori. Со временем они достигают устойчивого состояния и больше не накапливаются. Продукты Amadori образуются с альбумином (гликозилированный альбумин можно измерить в тесте на фруктозамин), гемоглобином (в результате получается тест на гликозилированный гемоглобин, который почти никогда не используется) и липопротеины (липопротеины низкой плотности). Это обратимое изменение, для которого требуется несколько дней устойчивой гипергликемии (время, необходимое для образования этих гликозилированных продуктов, зависит от степени гипергликемии, например.грамм. для повышения уровня фруктозамина у кошек с гипергликемией> 400 мг / дл требуется 3 дня.
Со временем продукты Amadori превращаются путем дегидратации, конденсации, фрагментации, окисления и циклизации в конечные продукты улучшенного гликозилирования (AGE). Это необратимое изменение. AGE образуются на белках, липидах и нуклеиновых кислотах и считаются ответственными за побочные эффекты, связанные с сахарным диабетом, включая диабетическую невропатию, ретинопатию и нефропатию. Следовательно, при лечении пациентов с диабетом важно поддерживать концентрацию глюкозы в пределах референсных интервалов.
Любая причина гипергликемии (преходящая или устойчивая) может привести к глюкозурии, если концентрация глюкозы достаточно высока, чтобы превысить почечный порог. Почечный порог глюкозы зависит от вида и, как сообщается, составляет:
- Собаки : 180-200 мг / дл
- Кошки : 280-290 мг / дл для кошек (более низкие пороговые значения могут встречаться у кошек с диабетом, около 200 мг / дл). У некоторых (но не у всех) кошек со стрессовой гипергликемией может быть глюкозурия.
- Лошади : 160-180 мг / дл
- Крупный рогатый скот : 100-140 мг / дл.
Почечный порог для верблюдовых неизвестен, но, вероятно, аналогичен лошадям и крупному рогатому скоту.
Причины гипергликемии: Наиболее частой причиной изолированной гипергликемии является «стресс» (физиологический).
- Физиологический:
- После приема пищи : Легкая физиологическая гипергликемия возникает после приема пищи (она должна нормализоваться в течение нескольких часов).При заболевании печени может наблюдаться длительная постпрандиальная гипергликемия.
- « Стресс »: гипергликемия также возникает в ответ на стресс у всех видов животных. Это может быть опосредовано адреналином (временным, длится 4-6 часов) или кортикостероидами (приводит к более устойчивому повышению уровня глюкозы, которое может длиться несколько дней, пока уровень кортикостероидов все еще увеличивается в крови). У коз внутривенная инъекция адреналина (2 мг) вызвала повышение среднего уровня глюкозы с примерно 50 мг / дл до примерно 140 мг / дл через 15 минут.Через 2 часа после инъекции концентрация глюкозы все еще увеличивалась (Abdelatif and Abdalla 2012). Кошки и крупный рогатый скот, как правило, вызывают выраженные стрессовые гипергликемии. У крупного рогатого скота очень высокий уровень глюкозы (> 500 мг / дл) является плохим прогностическим показателем. Обратите внимание, хотя единственный термин «стресс» используется для обозначения преходящей гипергликемии, это может быть вторичным по отношению к высвобождению адреналина или эндогенных кортикостероидов (тогда как «стрессовая» лейкограмма конкретно относится только к высвобождению эндогенных кортикостероидов). И адреналин, и эндогенные кортикостероиды могут способствовать гипергликемии у больного животного.Стресс-гипергликемия может потенциально привести к глюкозурии, если уровень глюкозы в крови превышает почечный порог (таким образом, глюкозурия сама по себе в одном образце мочи не обязательно подтверждает сахарный диабет). Внутренние исследования Корнельского университета показывают, что у кошек может развиться глюкозурия, вторичная по отношению к стрессовой гипергликемии, однако ожидается, что это будет временным явлением. Устойчивая глюкозурия была бы неожиданной при стрессовой гипергликемии и была бы более совместима с сахарным диабетом у животных с гипергликемией, которая постоянно превышает порог почек или повреждением почечных канальцев (предотвращая всасывание глюкозы из фильтрата мочи).
- Беременность : Поздняя беременность может привести к инсулинорезистентности из-за прогестерона, стимулирующего выработку гормона роста. Гипергликемия обычно проходит после родов, но у некоторых животных может сохраняться.
- Ятрогенные: Различные препараты, такие как ксилазин, детомидин, пропаналол, мегестрола ацетат и кетамин, могут вызывать гипергликемию, вызывая состояние инсулинорезистентности (часто через высвобождение контррегулирующих гормонов), ингибируя высвобождение инсулина или стимулируя гликолиз или глюконеогенез.Внутривенное введение глюкозы также может вызвать гипергликемию. Кортикостероиды также могут повышать концентрацию глюкозы, но это варьируется между исследованиями. Средние концентрации глюкозы в сыворотке крови не увеличились у 8 собак породы бигль, получавших в течение 5 дней дозы преднизона 0,5, 1 и 2 мг / кг, но концентрации глюкозы увеличились в среднем на 18 ± 20% у собак, получавших 4,4 мг / кг / кг. d преднизон (Tinklenburg et al, 2020). Иммунодепрессивные дозы преднизона (4,4 мг / кг / сут) или дексаметазона (0,55 мг / кг / сут) для 7 кошек приблизительно удвоили средние концентрации глюкозы через 56 дней, но не леченой контрольной группе кошек не хватало (Lowe et al 2008) .Напротив, у 10 кошек с аллергией, получавших 1-2 мг / кг преднизона в течение 13 дней, не наблюдалось повышения средней концентрации глюкозы в сыворотке (Khelik et al, 2019).
- Патофизиологический: Устойчивое повышение уровня глюкозы наблюдается при дефиците инсулина (сахарный диабет I типа) или инсулинорезистентности (сахарный диабет II типа). Инсулинорезистентность может быть результатом повышенных концентраций контррегуляторных гормонов (например, глюкокортикоидов, гормона роста, прогестерона) или воспалительных цитокинов (TNF-α), которые препятствуют высвобождению инсулина или действию инсулина на периферические ткани.Ожирение также связано с инсулинорезистентностью, особенно у кошек и лошадей (как часть метаболического синдрома лошадей), хотя вследствие этого у животных обычно не бывает гипергликемии. В настоящее время известно, что жировая ткань является эндокринным органом и может производить определенные гормоны (например, лептин, адипонектин) и воспалительные цитокины (TNF-α).
- Устойчивая гипергликемия:
- Сахарный диабет : Сахарный диабет I типа возникает из-за разрушения β-клеток в островках поджелудочной железы (считается, что это иммуноопосредованное).Сахарный диабет, по-видимому, передается по наследству у Кеесхондс, с возможной семейной формой у самоедов. Сахарный диабет был связан с инфекцией диареи, вызванной вирусом крупного рогатого скота, и инфекцией парамиксовируса у лам в результате разрушения островков поджелудочной железы. Сахарный диабет II типа возникает из-за инсулинорезистентности, и животным не обязательно нужен инсулин для предотвращения гипергликемии (так называемой инсулинозависимой). Кошки предрасположены к инсулиннезависимому сахарному диабету. Считается, что это связано с отложением амилоида поджелудочной железы (из амилина или амилоидного полипептида, который обычно продуцируется в β-клетках поджелудочной железы), что связано с дисфункцией островков поджелудочной железы.Когда разрушение островков широко распространено, кошки становятся инсулинозависимыми.
- Гиперадренокортицизм : У собак с болезнью Кушинга гипергликемия возникает из-за резистентности к инсулину, вызванной избытком кортикостероидов. Собаки с сахарным диабетом, которые становятся инсулинорезистентными или нуждаются в повышенных дозах инсулина, должны быть проверены на наличие основной болезни Кушинга. Лошади с парной промежуточной дисфункцией гипофиза (PPID) обычно имеют аденомы гипофиза, которые вызывают секрецию АКТГ и других гормонов, повышающих уровень кортизола (см. Ниже).
- Акромегалия : Гипергликемия возникает из-за резистентности к инсулину, вызванной высокими концентрациями гормона роста.
- Гиперглюкагонемия : Гипергликемия возникает из-за резистентности к инсулину из-за высоких концентраций глюкагона, например глюкагон-секретирующие опухоли (глюкагонома).
- Гиперпитуитаризм / промежуточная дисфункция гипофиза (PPID) у лошадей : Опухоли в гипофизе могут вызывать гипергликемию из-за избыточного производства гормона роста или АКТГ.Аденома гипофиза — самая частая причина PPID у лошадей. Лошади с PPID часто имеют гипергликемию, которая обычно бывает легкой (56% лошадей в одном исследовании, проведенном Rohrbach et al., 2013 г., имели гипергликемию). Гипергликемия объясняется инсулинорезистентностью из-за гиперкортизолемии, вызванной повышенной секрецией пептидов проприомеланокортина (ПОМК) из гипофиза. Напротив, у лошадей с метаболическим синдромом обычно не бывает гипергликемии, если нет осложняющих заболеваний, вызывающих сопутствующую стрессовую гипергликемию.Лошади с PPID, как правило, старше (> 15 лет, более 80% в исследовании Rohrbach), но часто страдают гирсутизмом и гипергидрозом. Может наблюдаться ламинит, и лошади, как правило, имеют недостаточный вес с аномально распределенным жиром в брюшной области (в отличие от лошадей с метаболическим синдромом лошадей, которые обычно страдают ожирением). Из-за гиперкортизолемии они предрасположены к рецидивирующим инфекциям. Тест на подавление низких доз дексаметазона, стимуляция АКТГ (однако несколько исследований показали, что лошади с PPID не реагируют чрезмерно) или тест на стимуляцию TRH (гиперпластические клетки гипофиза реагируют на TRH) могут быть полезны при диагностика PPID у лошадей.
- Феохромоцитомы : Некоторые животные с этими опухолями, продуцирующими катехоламины, являются гипергликемическими.
- Преходящая гипергликемия
- Гипертиреоз у кошек : Повышение уровня глюкозы часто носит временный характер. Точный механизм неизвестен (недостаточная секреция инсулина, повышенная чувствительность к катехоламинам).
- Острый панкреатит : гипергликемия, которая обычно носит временный характер, может возникнуть из-за стресса, секреции глюкагона и снижения выработки инсулина.
- Сепсис : Некоторые животные с острым сепсисом имеют гипергликемию. Это может быть вторичным по отношению к сопутствующей секреции кортикостероидов или катехоламинов («стресс») или воспалительных цитокинов, таких как TNF-α (предположительно из-за инсулинорезистентности [Hillebrand et all 2012]). Последний считается основным механизмом, с помощью которого сепсис, особенно острый, вызывает гипергликемию. Однако при тяжелом сепсисе или более продолжительном сепсисе может развиться гипогликемия.
- Проксимальная дуоденальная непроходимость : Взрослый крупный рогатый скот с проксимальной дуоденальной непроходимостью может иметь тяжелую гипергликемию (> 500 мг / дл), сопровождаемую тяжелым гипохлоремическим метаболическим алкалозом (секвестрация соляной кислоты в рубце) (Garry et al 1988).Это неспецифично для этого синдрома (и, конечно, не наблюдается у всех пораженных животных [Vogel et al 2012]), и может наблюдаться у крупного рогатого скота, который находится в состоянии стресса и имеет сычужный заворот, смещение сычуга вправо или влево или другие причины уменьшения оттока сычуга. . По нашему опыту, у крупного рогатого скота с тяжелой гипергликемией прогноз плохой (TJ Divers, личное сообщение).
- Гиперсомолярный синдром при криасе : Криас может развить синдром гиперосмоляльности, который характеризуется выраженной гипергликемией (обычно> 300 мг / дл), гипернатриемией, метаболическим ацидозом и азотемией.Считается, что это происходит из-за сочетания стресса и неадекватной инсулиновой реакции (верблюдовые относительно устойчивы к инсулину, не выделяют инсулин, как и другие виды животных, в ответ на гипергликемию, что приводит к снижению клиренса глюкозы из крови). У пораженных животных наблюдаются анорексия, летаргия, обезвоживание, лихорадка и неврологический дефицит (связанный с гиперосмоляльностью), включая стойкую стойку, атаксию, судороги и затупление. У пораженных животных может быть одновременная гипертриглицеридемия и высокий уровень NEFA (вероятно, вызванный стрессом липолиз с инсулинорезистентностью, приводящий к увеличению ЛПОНП) (Cebra 2000, Buchheit et al 2010).Пораженные кризы могут реагировать на инфузию инсулина (Buchheit et al 2010).
- Устойчивая гипергликемия:
Гипогликемия
Недостаток глюкозы вызывает судороги, поскольку мозг полностью полагается на глюкозу как на источник энергии. Неонатальные животные предрасположены к гипогликемии из-за незрелых печеночных глюконеогенных путей, низких запасов жира и мышечной массы, а также быстрого истощения гликогена. Гипогликемия может быть вызвана снижением выработки (например, наследственными заболеваниями, заболеваниями печени) или повышенным употреблением (например,грамм. инсулиномы, сепсис). Самая частая причина гипогликемии — артефакт. Распространенными патофизиологическими причинами являются сепсис, а у собак — гипоадренокортицизм и инсулинома. У крупного рогатого скота лактация раньше была частой причиной гипогликемии (приводящей к кетозу крупного рогатого скота I типа или клиническому кетозу), но на современных молочных фермах это нечасто (сейчас чаще встречается тип II или субклинический кетоз из-за чрезмерного отрицательного энергетического баланса).
- Артефакт: Ложное снижение концентрации глюкозы следует подозревать в образцах, в которых концентрация глюкозы очень низкая, но у пациента не проявляются клинические признаки гипогликемии (например,грамм. судороги, дезориентация).
- Неправильное обращение с образцом: Отсутствие отделения сыворотки от клеток, например, отправка сыворотки на сгусток. Этот артефакт все еще встречается, хотя и в меньшей степени, с пробирками Corvac, в которых сыворотка не удаляется из пробирки. Силиконовый барьер не всегда предотвращает потребление глюкозы, особенно когда он тонкий или сломанный (старые пробирки). Наряду с высоким содержанием калия (у лошадей, некоторых пород крупного рогатого скота, свиней, верблюдов и некоторых азиатских пород собак) ложное снижение уровня глюкозы из-за неправильного обращения с образцами является наиболее частым артефактом, который мы видим в отправленных по почте образцах (когда задержка между отделением сыворотки или плазмы от клеток или сыворотка или плазма не отделяются от клеток).
- Бактерии в образце : Это может произойти при бактериальном загрязнении образца или инфекции. Сообщалось о ложном снижении концентрации глюкозы у животных с высоким содержанием в крови гемотрофных бактерий, Mycoplasma (Burkhard and Garry, 2004).
- Ятрогенный : Введение инсулина.
- Патофизиологический: Патофизиологический гипогликемия возникает в результате снижения выработки глюкозы, увеличения использования глюкозы тканями или, в некоторых случаях, обоих.Клинические признаки, связанные с гипогликемией, могут включать летаргию, нарушение координации, непереносимость физических упражнений, полидипсию, слепоту, судороги, судороги и кому (если уровень глюкозы очень низкий).
- Снижение продукции: Снижение выработки глюкозы печенью может происходить вторично по отношению к наследственным дефектам метаболических путей глюконеогенных или гликогенолитических ферментов, уменьшению запасов гликогена, снижению потребления глюкозы или заболеванию печени (так как это основное место производства глюкозы) .
- Унаследованные дефекты: Гипогликемия является признаком некоторых заболеваний накопления гликогена, а именно дефицита α 1-4 глюкозидазы (болезнь Помпе) и глюкозо-6-фосфатазы (болезнь фон Гирке). Это приводит к гипогликемии из-за нарушения гликогенолиза.
- Идиопатическая : ювенильная гипогликемия (обычно поражает собак мелких пород). Считается, что это связано с незрелостью печени, низкими запасами гликогена в печени и недостаточным глюконеогенезом для удовлетворения потребностей.
- Заболевание печени: Тяжелое заболевание печени и портосистемные шунты могут вызывать гипогликемию, однако это случается редко, особенно при шунтах. Прежде чем наступит гипогликемия, необходимо потерять более 70% функциональной массы печени.
- Пониженное потребление : Голодание, мальабсорбция. У лошадей уровень глюкозы снижается, если их кормить пищей с высоким содержанием зерна и небольшим количеством грубых кормов.
- Повышенное использование: Это может быть опосредовано высвобождением инсулина, снижением антагонизма к инсулину (снижение уровня контррегулирующих гормонов) или повышенным использованием глюкозы тканями.Заболевания, вызывающие повышенное употребление, также могут снижать выработку (подавление глюконеогенеза, например, гипоадренокортицизм).
- Идиопатический : Гипогликемия охотничьих собак и выносливых лошадей. Гипогликемическое состояние достигается из-за дисбаланса, при котором потребление глюкозы (гликолиз) происходит гораздо быстрее, чем восполнение глюкозы (глюконеогенез и гликогенолиз).
- Повышенная секреция инсулина : Инсулин-секретирующие опухоли (инсулинома) или опухоли, секретирующие инсулиноподобные факторы роста (мезенхимальные опухоли, такие как лейомиома, лейомиосаркома, опухоли печени и почек).Ксилит, искусственный подсластитель, может вызвать гипогликемию, стимулируя высвобождение инсулина. Это происходит в основном у собак и может происходить довольно быстро (в течение 30 минут) после приема внутрь (Zia et al., 2009). Ксилит также может вызывать печеночную недостаточность у собак и был связан с повышенным уровнем печеночных ферментов, гипербилирубинемией, нарушениями свертывания крови и гипогликемией, согласно одному отчету (Dunayer and Gwaltney-Brant, 2006).
- Снижение уровня контррегулирующих гормонов : Это может происходить при гипопитуитаризме (дефицит гормона роста или АКТГ) или болезни Аддисона (гипоадренокортицизм).
- Гипоадренокортицизм : Гипогликемия возникает из-за снижения глюконеогенеза и увеличения инсулино-опосредованного поглощения глюкозы скелетными мышцами.
- Сепсис : Гипогликемия возникает из-за дисфункции печени, нарушения деградации инсулина и повышенного использования глюкозы в результате эндотоксемии. Истинная гипогликемия in vivo , вторичная по отношению к потреблению глюкозы реальным организмом, редко выявлялась у некоторых животных с тяжелыми инфекциями, вызванными Mycoplasma (хотя чаще встречается артефактная гипогликемия).
- Кетоз крупного рогатого скота (тип I) и токсемия при беременности овец (лактационная гипогликемия) : Во время беременности у плода и молочных желез повышается потребность в глюкозе (источником лактозы является глюкоза в плазме). Жвачные животные предрасположены к гипогликемии на поздних сроках беременности или в начале кормления грудью, поскольку они полагаются на глюконеогенез для производства глюкозы. Кетоз крупного рогатого скота типа I приводит к анорексии, депрессии, снижению легкой продуктивности, кетонемии, кетолактии, кетонурии и гипогликемии.Обычно это происходит у дойных коров в первые 1-2 месяца лактации из-за повышенной потребности в глюкозе со стороны молочной железы. Это вызвано неправильным питанием или отсутствием аппетита из-за других заболеваний. Обратите внимание, что кетоз крупного рогатого скота I типа редко встречается в нынешнем интенсивном молочном производстве, когда высокопродуктивные дойные коровы получают полный смешанный рацион. Кетоз крупного рогатого скота типа II (субклинический кетоз), не связанный с гипогликемией, встречается гораздо чаще, чем кетоз типа I (хотя последний все еще может возникать).У мясных коров также может развиться кетоз, особенно в последние 2 месяца беременности, при вынашивании близнецов. Токсемия при беременности овец встречается у овец, вынашивающих более одного плода, которые лишены калорий или находятся в стрессе. У них, как и у мясных коров, развивается ожирение печени и кетоацидоз, и они могут умереть от нарушения функции печени. Кетоз также редко встречается у кормящих молочных коз и собак.
- Гипогликемия при физической нагрузке : Это было обнаружено у охотничьих собак и выносливых лошадей, где спрос превышает предложение.
- Снижение продукции: Снижение выработки глюкозы печенью может происходить вторично по отношению к наследственным дефектам метаболических путей глюконеогенных или гликогенолитических ферментов, уменьшению запасов гликогена, снижению потребления глюкозы или заболеванию печени (так как это основное место производства глюкозы) .
Определение глюкозы и синонимов глюкозы (английский)
Эта статья посвящена естественной форме глюкозы D . Для формы L см. L-глюкоза.D -глюкоза | |
---|---|
(2 R , 3 S , 4 R , 5 R ) -2,3,4,5,6-Пентагидроксигексанал | |
Другие наименования Сахар в крови | |
Идентификаторы | |
Сокращения | Glc |
Номер CAS | 50-99-7 Y |
PubChem | 5793 |
ChemSpider | 5589 Y |
UNII | 5SL0G7R0OK Y |
Номер ЕС | 200-075-1 |
КЕГГ | C00031 N |
МеШ | Глюкоза |
ЧЭБИ | ЧЕБИ: 4167 Y |
ЧЕМБЛ | CHEMBL1222250 Y |
Номер RTECS | LZ6600000 |
Код УВД | B05CX01, V04CA02, V06DC01 |
Beilstein Номер ссылки | 1281604 |
Гмелин Артикул | 83256 |
3DMet | B04623 |
Jmol-3D изображения | Изображение 1 Изображение 2 |
| |
| |
Недвижимость | |
Молекулярная формула | С 6 В 12 О 6 |
Молярная масса | 180.16 г / моль |
Плотность | 1,54 г / см 3 |
Температура плавления | α- D -глюкоза: 146 ° C |
Растворимость в воде | 91 г / 100 мл |
Термохимия | |
Стандартная энтальпия образования Δ f H | −1271 кДж / моль |
Стандартная энтальпия горения Δ c H | −2805 кДж / моль |
Стандартная молярная энтропия S | 209.2 Дж К −1 моль −1 |
Опасности | |
Паспорт безопасности материала | ICSC 0865 |
Индекс ЕС | нет в списке |
N (проверить) (что есть: Да / Нет?) Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C, 100 кПа) | |
Ссылки на инфобокс |
Глюкоза (/ ˈɡluːkoʊs / или / -koʊz /; C 6 H 12 O 6 , также известная как D -глюкоза , декстроза , или ) виноград простой сахар (моносахарид) и важный углевод в биологии.Клетки используют его как основной источник энергии [1] и промежуточное звено метаболизма. Глюкоза является одним из основных продуктов фотосинтеза и топливом для клеточного дыхания. Глюкоза существует в нескольких различных молекулярных структурах, но все эти структуры можно разделить на два семейства зеркальных изображений (стереоизомеров). В природе существует только один набор этих изомеров, производных от «правой формы» глюкозы, обозначаемых D -глюкоза. D -глюкозу иногда называют декстрозой, хотя использование этого названия категорически не рекомендуется.Термин декстроза происходит от правовращающей глюкозы . [2] Таким образом, это название сбивает с толку, когда оно применяется к энантиомеру, который вращает свет в противоположном направлении. Крахмал и целлюлоза — это полимеры, полученные в результате дегидратации D -глюкозы. Другой стереоизомер, называемый L -глюкоза, практически не встречается в природе.
Название «глюкоза» происходит от греческого слова glukus (γλυκύς), что означает «сладкий», и является предпочтительным названием.Суффикс «-оза» означает сахар.
Функция
Метаболизм глюкозы и различные его формы в процессе.-Глюкозосодержащие соединения и изомерные формы перевариваются и усваиваются организмом в кишечнике, включая крахмал, гликоген, дисахариды и моносахариды.
-Глюкоза хранится в основном в печени и мышцах в виде гликогена.
-Он распределяется и используется в тканях в виде свободной глюкозы.
Ученые могут размышлять о причинах того, почему глюкоза, а не другой моносахарид, такой как фруктоза, так широко используется в организмах.Одна из причин может заключаться в том, что глюкоза имеет более низкую тенденцию по сравнению с другими гексозными сахарами неспецифично реагировать с аминогруппами белков. Эта реакция (гликирование) снижает или разрушает функцию многих ферментов. Низкая скорость гликирования объясняется тем, что глюкоза предпочитает менее реакционноспособный циклический изомер. Тем не менее, многие из долгосрочных осложнений диабета (например, слепота, почечная недостаточность и периферическая невропатия), вероятно, связаны с гликированием белков или липидов. [3] Напротив, регулируемое ферментами добавление глюкозы к белкам путем гликозилирования часто является важным для их функции. [ требуется ссылка ]
Аналит в медицинском анализе крови
Основная статья: Тест на глюкозуГлюкоза — это обычный медицинский аналит, который измеряется в образцах крови. Прием пищи или голодание перед забором крови влияет на результат. Более высокий, чем обычно, уровень глюкозы может быть признаком преддиабета или сахарного диабета.
Как источник энергии
Глюкоза — повсеместное топливо в биологии. Он используется в качестве источника энергии для большинства организмов, от бактерий до людей.Использование глюкозы может происходить либо путем аэробного дыхания, либо анаэробного дыхания, либо путем ферментации. Глюкоза — ключевой источник энергии человеческого тела, обеспечиваемый аэробным дыханием, обеспечивая приблизительно 3,75 килокалорий (16 килоджоулей) пищевой энергии на грамм. [4] При распаде углеводов (например, крахмала) образуются моно- и дисахариды, большая часть которых представляет собой глюкозу. В результате гликолиза, а затем в реакциях цикла лимонной кислоты (TCAC) глюкоза окисляется с образованием CO 2 и воды, что дает источники энергии, в основном в форме АТФ.Реакция на инсулин и другие механизмы регулируют концентрацию глюкозы в крови. Высокий уровень сахара в крови натощак является признаком преддиабетических и диабетических состояний.
Глюкоза является основным источником энергии для мозга, поэтому ее наличие влияет на психологические процессы. Когда уровень глюкозы низкий, психологические процессы, требующие умственных усилий (например, самоконтроль, принятие решений), нарушаются. [5] [6] [7] [8]
Глюкоза при гликолизе
Использование глюкозы в качестве источника энергии в клетках осуществляется посредством аэробного или анаэробного дыхания.Оба они начинаются на ранних этапах метаболического пути гликолиза. Первым этапом этого является фосфорилирование глюкозы гексокиназой, чтобы подготовить ее к более позднему расщеплению для получения энергии. Основная причина немедленного фосфорилирования глюкозы гексокиназой — это предотвращение диффузии из клетки. Фосфорилирование добавляет заряженную фосфатную группу, поэтому глюкозо-6-фосфат не может легко пересечь клеточную мембрану. Необратимые первые шаги метаболического пути являются обычными для регуляторных целей.
При анаэробном дыхании одна молекула глюкозы дает чистый прирост в две молекулы АТФ (четыре молекулы АТФ производятся во время гликолиза, но две необходимы ферментам, используемым в процессе). [9] При аэробном дыхании молекула глюкозы намного более прибыльна, так как генерируется чистая стоимость 34 молекул АТФ (32 брутто, две из которых требуются в процессе). [10]
В качестве предшественника
Организмы используют глюкозу в качестве прекурсора для синтеза нескольких важных веществ.Крахмал, целлюлоза и гликоген («животный крахмал») являются обычными полимерами глюкозы (полисахаридами). Некоторые из этих полимеров, такие как крахмал или гликоген, служат в качестве накопителей энергии, в то время как другие, такие как целлюлоза и хитин (который сделан из производной глюкозы), играют структурные роли. Олигосахариды глюкозы в сочетании с другими сахарами служат важными запасами энергии. К ним относятся лактоза, преобладающий сахар в молоке, дисахарид глюкоза-галактоза и сахароза, еще один дисахарид глюкозы и фруктозы.Глюкоза также добавляется к определенным белкам и липидам в процессе, называемом гликозилированием. Это часто имеет решающее значение для их функционирования. Ферменты, которые присоединяют глюкозу к другим молекулам, обычно используют фосфорилированную глюкозу для формирования новой связи путем разрыва глюкозо-фосфатной связи.
Помимо прямого использования в качестве мономера, глюкоза может быть расщеплена для синтеза большого количества других биомолекул. Это важно, поскольку глюкоза служит не только основным хранилищем энергии, но и источником органического углерода.Глюкоза может расщепляться и превращаться в липиды и аминокислоты. Он также является предшественником синтеза других важных молекул, таких как витамин С (аскорбиновая кислота). Хотя растения и некоторые микробы могут создавать все необходимые соединения из глюкозы при наличии необходимых минералов, все животные и многие микробы не могут синтезировать те или иные важные питательные вещества. Например, люди не могут синтезировать витамин С и некоторые незаменимые аминокислоты и нуждаются в них в своем рационе.
Промышленное использование
В промышленности глюкоза используется в качестве прекурсора для производства витамина С (L-аскорбиновая кислота) в процессе Райхштейна, для производства лимонной кислоты, глюконовой кислоты, биоэтанола, полимолочной кислоты, сорбита.
Состав и номенклатура
Глюкоза представляет собой моносахарид с формулой C 6 H 12 O 6 или H- (C = O) — (CHOH) 5 -H, пять гидроксильных (OH) групп которого расположены определенным образом вдоль его шестиуглеродной основы.
Открытая форма
D-глюкоза в проекции Фишера
В своей мимолетной форме с открытой цепью молекула глюкозы имеет открытый (в отличие от циклического) и неразветвленный остов из шести атомов углерода, от C-1 до C-6; где C-1 является частью альдегидной группы H (C = O) -, а каждый из пяти других атомов углерода несет одну гидроксильную группу -OH.Остальные связи углеродов основной цепи удовлетворяются атомами водорода -H. Следовательно, глюкоза представляет собой гексозу и альдозу или альдогексозу.
Каждый из четырех атомов углерода от C-2 до C-5 является стереоцентром, что означает, что его четыре связи соединяются с четырьмя различными заместителями. (Углерод C-2, например, соединяется с — (C = O) H, -OH, -H и — (CHOH) 4 H.) В D -глюкозе эти четыре части должны находиться в одной специфическое трехмерное расположение. А именно, когда молекула нарисована в проекции Фишера, гидроксилы на C-2, C-4 и C-5 должны быть на правой стороне, в то время как на C-3 должны быть на левой стороне.
Положения этих четырех гидроксилов в точности противоположны на диаграмме Фишера для L -глюкозы. D — и L -глюкоза — это два из 16 возможных альдогексозов; другие 14 представляют собой аллозу, альтрозу, маннозу, гулозу, идозу, галактозу и талозу, каждый с двумя изомерами, « D -» и « L -».
Циклические формы
В растворах форма глюкозы с открытой цепью (« D -» или « L -») находится в равновесии с несколькими циклическими изомерами, каждый из которых содержит углеродное кольцо, замкнутое одним атомом кислорода.Однако в водном растворе глюкоза существует в виде пиранозы более чем на 99%. Форма с открытой цепью ограничена примерно 0,25%, а фураноза существует в незначительных количествах. Термины «глюкоза» и «D, -глюкоза» также обычно используются для этих циклических форм. Кольцо возникает из формы с открытой цепью в результате реакции нуклеофильного присоединения между альдегидной группой — (C = O) H у C-1 и гидроксильной группой -OH у C-4 или C-5, с образованием полуацетальной группы -C (ОН) НО-.
Реакция между C-1 и C-5 приводит к образованию молекулы с шестичленным кольцом, называемой пиранозой, после циклического простого эфира пирана, простейшей молекулы с таким же углеродно-кислородным кольцом.Реакция (гораздо более редкая) между C-1 и C-4 создает молекулу с пятичленным кольцом, называемым фуранозой, после фурана циклического эфира. В любом случае к каждому атому углерода в кольце присоединены один водород и один гидроксил, за исключением последнего атома углерода (C-4 или C-5), где гидроксил заменен остатком открытой молекулы (которая представляет собой — (CHOH) 2 -H или — (CHOH) -H соответственно).
Реакция замыкания кольца также делает углерод C-1 хиральным, поскольку его четыре связи приводят к -H, к -OH, к углероду C-2 и к кислороду кольца.Эти четыре части молекулы могут быть расположены вокруг C-1 (аномерного углерода) двумя различными способами, обозначенными префиксами «α-» и «β-». Когда молекула глюкопиранозы рисуется в проекции Хаворта, обозначение «α-» означает, что гидроксильная группа, присоединенная к C-1, и группа -CH 2 OH в C-5 лежит на противоположных сторонах плоскости кольца (a trans ), в то время как «β-» означает, что они находятся на одной стороне плоскости (расположение cis ).
Следовательно, открытый изомер D -глюкоза дает четыре различных циклических изомера: α- D -глюкопираноза, β- D -глюкопираноза, α- D -глюкофураноза и β- D — глюкофураноза; которые все хиральны.
α- D — Глюкопираноза | β- D — Глюкопираноза | α- D — Глюкофураноза | β- D — Глюкофураноза |
α- D —
глюкопиранозаβ- D —
глюкопираноза
Другой изомер с открытой цепью L -глюкоза аналогичным образом дает четыре различных циклических формы L -глюкозы, каждая из которых является зеркальным отображением соответствующей D -глюкозы.
Кольца не плоские, а скрученные в трех измерениях. Кольцо глюкопиранозы (α или β) может принимать несколько неплоских форм, аналогичных конформациям «стул» и «лодочка» циклогексана. Точно так же кольцо глюкофуранозы может принимать несколько форм, аналогичных конформациям «конверта» циклопентана.
Глюкопиранозные формы глюкозы преобладают в растворе и являются единственными формами, наблюдаемыми в твердом состоянии. Это кристаллические бесцветные твердые вещества, хорошо растворимые в воде и уксусной кислоте, плохо растворимые в метаноле и этаноле.Они плавятся при 146 ° C (295 ° F) (α) и 150 ° C (302 ° F) (β) и при более высоких температурах разлагаются на углерод и воду.
Вращательные изомеры
Каждый изомер глюкозы подвержен вращательной изомерии. В циклической форме глюкозы вращение может происходить вокруг торсионного угла O6-C6-C5-O5, называемого углом ω , с образованием трех ступенчатых конформаций ротамеров, называемых гош — гош (гг), гош. — транс (gt) и транс — gauche (tg).Для метил- D -глюкопиранозы в равновесии соотношение молекул в каждой конформации ротамера составляет 57: 38: 5 gg: gt: tg. [11] Эта тенденция для угла ω предпочитать конформацию gauche приписывается гош-эффекту.
Физические свойства
Решения
Все формы глюкозы бесцветны и легко растворяются в воде, уксусной кислоте и некоторых других растворителях. Они плохо растворяются в метаноле и этаноле.
Форма с открытой цепью термодинамически нестабильна и самопроизвольно таутомеризуется в циклические формы. (Хотя реакция замыкания кольца теоретически может создать четырех- или трехатомные кольца, они будут сильно напряженными и не наблюдаются.) В растворах при комнатной температуре четыре циклических изомера взаимопревращаются в течение нескольких часов в процессе, называемом мутаротация. [12] Начиная с любых пропорций, смесь сходится стабильным соотношением α: β 36:64. Если бы не влияние аномерного эффекта, соотношение было бы α: β 11:89. [13] Мутаротация происходит значительно медленнее при температурах, близких к 0 ° C.
Мутаротация состоит из временного обращения вспять реакции образования кольца, приводящего к форме с открытой цепью, с последующим повторным формированием кольца. На этапе замыкания кольца может использоваться группа -ОН, отличная от группы, воссозданной на этапе раскрытия (таким образом, переключаясь между формами пиранозы и фуранозы), и / или новая полуацетальная группа, созданная на C-1, может иметь такую же или противоположную направленность, что и исходная (переключение между формами α и β).Таким образом, даже несмотря на то, что форма с открытой цепью едва обнаруживается в растворе, она является важным компонентом равновесия.
Твердотельный
В зависимости от условий из водных растворов можно кристаллизовать три основные твердые формы глюкозы: α-глюкопираноза, β-глюкопираноза и гидрат β-глюкопиранозы. [14]
Оптическая активность
Будь то , вода или в твердой форме, D -глюкоза является правовращающей, что означает, что она будет вращать направление поляризованного света по часовой стрелке.Эффект обусловлен хиральностью молекул, и действительно, зеркальный изомер, L -глюкоза, является левовращающим (вращает поляризованный свет против часовой стрелки) на ту же величину. Сила эффекта различна для каждого из пяти таутомеров.
Обратите внимание, что префикс D — не относится непосредственно к оптическим свойствам соединения. Это указывает на то, что хиральный центр C-2 имеет такую же направленность, что и D -глицеральдегид (который был обозначен так, потому что он правовращающий).Тот факт, что D -глюкоза является правовращающей, является комбинированным действием ее четырех хиральных центров, а не только C-2; и действительно, некоторые из других D -альдогексозов являются левовращающими.
Производство
Глюкоза в таблетках
Биосинтез
У растений и некоторых прокариот глюкоза является продуктом фотосинтеза. У животных и грибов глюкоза возникает в результате распада гликогена, процесса, известного как гликогенолиз. В растениях субстратом разложения является крахмал.
У животных глюкоза синтезируется в печени и почках из неуглеводных промежуточных продуктов, таких как пируват и глицерин, в процессе, известном как глюконеогенез.
У некоторых глубоководных бактерий глюкоза вырабатывается хемосинтезом.
Коммерческий
Глюкоза коммерчески производится путем ферментативного гидролиза крахмала. Многие культуры можно использовать в качестве источника крахмала. Кукуруза, рис, пшеница, маниока, кукурузная шелуха и саго используются в различных частях мира.В Соединенных Штатах кукурузный крахмал (из кукурузы) используется почти исключительно. Большая часть коммерческой глюкозы встречается в составе инвертного сахара, смеси глюкозы и фруктозы примерно 1: 1. В принципе, целлюлозу можно гидролизовать до глюкозы, но этот процесс еще не является коммерчески практичным. [14]
Источники и поглощение
Большинство пищевых углеводов содержат глюкозу либо в качестве единственного строительного материала, как крахмал и гликоген, либо вместе с другим моносахаридом, как сахароза и лактоза.
В просвете двенадцатиперстной кишки и тонкой кишки олиго- и полисахариды глюкозы расщепляются на моносахариды гликозидазами поджелудочной железы и кишечника. Другие полисахариды не могут обрабатываться кишечником человека, и для их расщепления требуется помощь кишечной флоры; наиболее заметными исключениями являются сахароза (фруктоза-глюкоза) и лактоза (галактоза-глюкоза). Затем глюкоза транспортируется через апикальную мембрану энтероцитов с помощью SLC5A1, а затем через их базальную мембрану с помощью SLC2A2. [15] Некоторая часть глюкозы напрямую используется в качестве источника энергии клетками мозга, кишечными клетками и эритроцитами, тогда как остальная часть достигает печени, жировой ткани и мышечных клеток, где она абсорбируется и сохраняется в виде гликогена (ниже влияние инсулина). Гликоген клеток печени может превращаться в глюкозу и возвращаться в кровь при низком уровне инсулина или его отсутствии; Гликоген мышечных клеток не возвращается в кровь из-за недостатка ферментов. В жировых клетках глюкоза используется для питания реакций, которые синтезируют некоторые типы жиров и имеют другие цели.Гликоген — это механизм «хранения энергии глюкозы» в организме, потому что он гораздо более «экономичен» и менее реактивен, чем сама глюкоза.
История
Поскольку глюкоза является основной потребностью многих организмов, правильное понимание ее химического состава и структуры в значительной степени способствовало общему прогрессу в области органической химии. Это понимание произошло в значительной степени в результате исследований Эмиля Фишера, немецкого химика, получившего в 1902 году Нобелевскую премию по химии в результате своих открытий. [16] Синтез глюкозы установил структуру органического материала и, следовательно, стал первым окончательным подтверждением теорий химической кинетики и расположения химических связей в углеродсодержащих молекулах Якоба Хенрикуса Вант Хоффа. Кларк, Д. Fraser-Reid, Bert, «Глюкоза Вант-Хоффа», Chem. Англ. Новости 77 (39): 8.
Внешние ссылки
Метаболический путь гликолиза | ||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
Инфогалактика: ядро планетарного знания
Эта статья о естественной форме глюкозы D .Для формы L см. L-глюкоза. | |
| |
| |
Имена | |
---|---|
Предпочтительное название IUPAC | |
Систематическое название ИЮПАК (2 R , 3 S , 4 R , 5 R ) -2,3,4,5,6-Пентагидроксигексанал | |
Другие названия Сахар в крови | |
Идентификаторы | |
50-99-7 Y | |
3DMet | B04623 |
Сокращения | Glc |
1281604 | |
ЧЭБИ | ЧЕБИ: 4167 Y |
ЧЕМБЛ | ЧЕМБЛ1222250 Y |
ChemSpider | 5589 Y |
Номер ЕС | 200-075-1 |
83256 | |
4536 | |
Jmol 3D модель | Интерактивное изображение Интерактивное изображение |
КЕГГ | C00031 N |
МеШ | Глюкоза |
PubChem | 5793 |
Номер RTECS | LZ6600000 |
UNII | 5SL0G7R0OK Y |
| |
| |
Недвижимость | |
С 6 В 12 О 6 | |
Молярная масса | 180.16 г · моль −1 |
Внешний вид | Белый порошок |
Плотность | 1,54 г / см 3 |
Температура плавления | α- D -глюкоза: 146 ° C (295 ° F, 419 K) β- D -глюкоза: 150 ° C (302 ° F, 423 K) |
909 г / 1 л (25 ° C (77 ° F)) | |
8,6827 | |
Термохимия | |
218.6 Дж K −1 моль −1 [1] | |
209,2 Дж К −1 моль −1 [1] | |
−1271 кДж / моль [2] | |
−2805 кДж / моль | |
Фармакология | |
Код УВД | B05CX01 V04CA02, V06DC01 |
Давление пара | {{{value}}} |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
N проверить (что такое YN ?) | |
Ссылки на инфобокс | |
Глюкоза представляет собой сахар с молекулярной формулой C 6 H 12 O 6 . Название «глюкоза» () происходит от греческого слова γλυκος, что означает «сладкое вино, сусло». [3] Суффикс «-оза» — это химический классификатор, обозначающий углевод. Он также известен как виноградный сахар .С 6 атомами углерода он классифицируется как гексоза, подкатегория моносахаридов. α- D -глюкоза является одним из 16 стереоизомеров альдозы. Изомер D ( D -глюкоза ), также известный как декстроза , широко встречается в природе, а изомер L ( L -глюкоза) — нет. Глюкоза производится во время фотосинтеза из воды и углекислого газа, используя энергию солнечного света. Обратная реакция фотосинтеза, которая высвобождает эту энергию, является очень важным источником энергии для клеточного дыхания.Глюкоза хранится в виде полимера, в растениях — в виде крахмала, а у животных — в виде гликогена. Глюкозу можно получить гидролизом углеводов, таких как молоко, тростниковый сахар, мальтоза, целлюлоза, гликоген и т.д. Однако ее производят гидролизом кукурузного крахмала путем обработки паром и разбавления кислоты. [4]
Функции в биологии
Глюкоза — наиболее широко используемая альдогексоза в живых организмах. Одно из возможных объяснений этого состоит в том, что глюкоза имеет более низкую тенденцию, чем другие альдогексозы, реагировать неспецифично с аминогруппами белков. [5] Эта реакция — гликирование — нарушает или разрушает функцию многих белков. [5] Низкая скорость гликирования глюкозы может быть объяснена тем, что она имеет более стабильную циклическую форму по сравнению с другими альдогексозами, что означает, что она тратит меньше времени, чем в реактивной форме с открытой цепью. [5] Причина того, что глюкоза имеет наиболее стабильную циклическую форму из всех альдогексоз, заключается в том, что ее гидроксильные группы (за исключением гидроксигруппы на аномерном атоме углерода D-глюкозы) находятся в экваториальном положении.Многие из долгосрочных осложнений диабета (например, слепота, почечная недостаточность и периферическая невропатия), вероятно, связаны с гликированием белков или липидов. [6] Напротив, добавление сахаров к белку, регулируемое ферментами, называется гликозилированием и необходимо для функционирования многих белков. [7]
Аналит в медицинском анализе крови
Основная статья: Тест на глюкозуГлюкоза — это обычный медицинский аналит, который измеряется в образцах крови. Прием пищи или голодание перед забором крови влияет на результат.Высокий уровень сахара в крови натощак может быть признаком преддиабета или сахарного диабета.
Источник энергии
Глюкоза — повсеместное топливо в биологии. Он используется в качестве источника энергии для большинства организмов, от бактерий до людей, посредством аэробного дыхания, анаэробного дыхания или ферментации. Глюкоза — ключевой источник энергии человеческого тела, благодаря аэробному дыханию, обеспечивающий около 3,75 килокалорий (16 килоджоулей) пищевой энергии на грамм. [8] Расщепление углеводов (например,грамм. крахмал) дает моно- и дисахариды, большую часть которых составляет глюкоза. В результате гликолиза, а затем в реакциях цикла лимонной кислоты и окислительного фосфорилирования глюкоза окисляется с образованием СО 2 и воды, выделяя энергию в основном в форме АТФ. Реакция на инсулин и другие механизмы регулируют концентрацию глюкозы в крови.
Глюкоза снабжает мозг почти всей энергией, [9] , поэтому ее наличие влияет на психологические процессы.Когда уровень глюкозы низкий, психологические процессы, требующие умственных усилий (например, самоконтроль, принятие решений), нарушаются. [10] [11] [12] [13]
- Влияние глюкозы на мозг
Когда люди потребляют глюкозу, дофамин активируется нейронами. Это заставляет мозг посылать сообщение, которое побуждает мозг потреблять больше глюкозы. Этот эффект длится по мере увеличения потребления глюкозы, рецепция мозга по-прежнему остается такой же, в отличие от других веществ, запускающих дофамин (таких как секс, наркотики и потребление другой пищи).Запуск дофамина увеличивает активность мозга, особенно в базальных ганглиях и префронтальной коре, и повышает кровяное давление. Этот стимулятор вызывает зависимость от сахара и может иметь долгосрочные телесные повреждения, особенно в мозге, из-за чрезмерного употребления и побочных эффектов переутомления.
Гликолиз
Метаболизм глюкозы и его различные формы в процессеГлюкозосодержащие соединения и изомерные формы перевариваются и поглощаются организмом в кишечнике, включая крахмал, гликоген, дисахариды и моносахариды.
Глюкоза хранится в основном в печени и мышцах в виде гликогена.
Он распределяется и используется в тканях в виде свободной глюкозы.
Глюкоза используется в качестве источника энергии в клетках путем аэробного дыхания, анаэробного дыхания или ферментации. Все эти процессы являются следствием более раннего метаболического пути, известного как гликолиз. Первым этапом гликолиза является фосфорилирование глюкозы гексокиназой с образованием глюкозо-6-фосфата. Основная причина немедленного фосфорилирования глюкозы состоит в том, чтобы предотвратить ее диффузию из клетки, поскольку заряженная фосфатная группа препятствует легкому проникновению глюкозо-6-фосфата через клеточную мембрану.Кроме того, добавление высокоэнергетической фосфатной группы активирует глюкозу для последующего разложения на более поздних стадиях гликолиза. В физиологических условиях эта первоначальная реакция необратима.
При анаэробном дыхании одна молекула глюкозы дает чистый прирост двух молекул АТФ (четыре молекулы АТФ производятся во время гликолиза, но две необходимы ферментам, используемым в процессе). [14] При аэробном дыхании молекула глюкозы гораздо более прибыльна, поскольку генерируется максимальное чистое производство 30 или 32 молекул АТФ (в зависимости от организма). [15]
Щелкните гены, белки и метаболиты ниже, чтобы ссылки на соответствующие статьи. [§ 1]
[[Файл:Конверсия глюкозы в АТФ
Конверсия глюкозы в АТФПреобразование Глюкоза к ATP
3 Шаговый процесс
Гликолиз
Расщепление сахар одной 6-углеродной глюкозы до двух 3-углеродных молекул пировиноградной кислоты
Кребса Цикл
Предварительно Креб превращает пировиноградную кислоту в ацетил-КоА
Переводы некоторая энергия сахара превращается в АТФ, но больше всего в переносчики электронов НАДН и ФАДх3 для ETC
Электрон Транспортная цепь
АТФ генерируется энергией электронов для преобразования АДФ в АТФ с использованием АТФ синтаза
Гликолиз
Кислород не требуется эволюционно значимый
Распространен и встречается среди всех групп организмов и за пределами митохондрий!
Расщепление глюкозы на 2 молекулы пировиноградная кислота
Нужно 2 АТФ, чтобы начать реакцию, получить 4 АТФ, чтобы получить чистый прирост 2 АТФ
Подготовка для получения большого количества энергии во время цикла Кребса и цепи переноса электронов в митохондрии
Цикл Кребса
пре-Кребса
3 угольная пировиноградная кислота (2) превращается в 2 угольную уксусную кислоту (CO2 потерян)
Уксусный кислоты связываются с коферментом А (Co A)
Формы ацетил-КоА
Два из них входят в цикл Кребса
Захватывающе А ?!
CoA Входит в Krebs
Ацетил КоА связывает два атома углерода с существующей молекулой из 4 атомов углерода в цикле
2 углерод попадает в отходы CO2
Энергия конвертируется в ATP, NADH, FADh3
Два молекулы, поэтому он проходит цикл дважды
Электроны отправлено в ETC
Электронная транспортная цепь
НАДН доставляет электроны (водород)
Электроны вытянут кислородом!
Кислород конечный акцептор электронов
Тянуть электронов откачивает ионы водорода
Энергия потенциал
Энергия управляет АТФ-синтазой для образования АТФ из АДФ!
34 на молекулу глюкозы
Ферментация
Кислород не используется
СО2 это отходы
Истощение кислорода приводит к тому, что электроны принимаются кислотой или спиртом
Пировиноградная кислота все еще производится путем гликолиза.
2 АТФ, образующиеся во время гликолиза
Пировиноградная кислота восстанавливается до молочной кислоты или этанола.
Пути Кребса и ETC не используются.
Неэффективно !!!
Мышечные клеткиНедостаток кислорода (долг O2)
Нет кислорода для Кребса или ETC
Пировиноградная кислота отнимает электрон от НАДН
Восстановление образует молочную кислоту
Молочная кислота вызывает мышечную усталость
Молочная кислота окисляется в печени после восполнения кислород при тяжелом дыхании
Ферментация в продуктах питанияДрожжи усваивают сахар
Без кислорода образуется углекислый газ и спирт
Вино и пиво
Поднимает хлеб
Бактерии могут сбраживать сахар, превращая его в кислоту
Йогурт, квашеная капуста, соленые огурцы, сыр
Кислый или терпкий вкус из-за выработки молочной кислоты.
ФОТОСИНТЕЗФотосинтезирующие организмы автотрофны
Автотроф
Получайте питательные вещества из неорганических соединений
Образует органические соединения
Энергия солнца
Вода из корневой системы
CO2 от атмосфера
Гетеротрофы
Нужно есть, чтобы получать питательные вещества
Нужна органика
Зависит от производителей
Кто продюсеры?
Завод
Бактерии
Цианобактерии
автотрофные вододелители, генерирующие значительный O2
Протисты
Подростки могут быть авто
или гетеротрофный
Хлоропласты
Содержат пигмент хлорофилл
Зеленый
Поглощает энергию света
Grana
Стеки зеленых дисков
Строма
Жидкость в хлоропластах
Устьица
Поры на поверхности листа CO2 / газ обмен
Химические реакции6CO2 + 6 h3O ——> C6h22O6 + 6O2
Вода расщепляется на водород (электроны) и кислород
CO2 восстановлен (добавлены водороды) с образованием глюкозы
Кислород выходит из устьиц
Светлый и темныйСветовой цикл
Образует АТФ для получения энергии
НАДФН переносит электроны
Подобно NADH (P = фотосинтез)
НАДФ + (окисленный)
НАДФН (сниженный
Цикл Кальвина (Темный)
Там синтезируется сахар
Использует АТФ из светового цикла
Электроны высокой энергии переносятся
НАДФН для снижения выбросов CO2
Солнечный свет
Листья поглощают красный и синий свет
Отражать зеленый свет
ROYGBIV = видимый свет
Длина волны vs.энергия
Красный = длинный и низкий
синий = короткий и высокий
Световая энергия (фотон) поглощается хлорофиллом
Фун с фотонами
Фотон возбуждает электроны в хлорофилл
Выходит из основного или нормального состояния возбужденным и неустойчивым
Электроны высоких энергий
Реакционные центры
Оба в Light Cycle!
Производят АТФ и переносят электроны с НАДФН в цикл Кальвина
Два типа:
Реакция расщепления воды Центр
Реакция производства НАДФН Центр
Центр разделения водыСвет возбуждает хлорофилл окисляя это
(потеря водорода / электронов)
Электроны высоких энергий захватывается (первичным электроном акцептор)
Не вернулся на землю состояние хлорофилла!
Хлорофилл отсутствует 2 электроны
Потерянные электроны заменены на разделение воды (уменьшение) и с использованием водорода
Электроны возвращаются в хлорофилл
Центр реакции НАДФН
Тот же процесс!
Свет возбуждает электроны принять
Акцептор отдает электроны к образованию НАДФ + НАДФН (восстановление)
Пустота электронов в хлорофилл заполнен ETC
Кальвин (темный) циклЦиклический
Еще в хлоропласт
Потребности:
CO2, и АТФ и НАДФН из светового цикла
Делает G3P на 3 углеродный сахар, который может быть используется для производства глюкозы
Глюкоза
Используется в сотовой связи дыхание
Крахмал (растение место хранения)
Целлюлоза (древесина волокно)
Парниковый эффект
Ловушки CO2 тепло от солнца у земли
Подобно стеклу в теплица
Сжигание топлива увеличивает СО2 в атмосфера
Заготовка деревьев снижает использование CO2
Увеличить температуру ~ 10 градусы
Первый блок окончен !! J
Тестовая среда
Лекционный материал только
Лаборатория завтра-фотосинтез
60 кратный выбор
По 2 балла
120 очков
|