Glucoza, numită şi zahăr de struguri (a fost extrasă prima dată din struguri) sau dextroză, este o monoglucidă larg răspândită în natură, unde se găseşte liberă sau în componenţa unor substanţe complexe. Această glucidă simplă, este esenţială pentru viaţa plantelor, animalelor şi a omului. În mod direct sau indirect glucoza ajunge în organismele animale şi în corpul uman de la plante, această oză generându-se sub acţiunea luminii, în urma fotosintezei. De aceea, mulţi autori consideră că glucoza este "o formă de lumină solară cristalizată".

Structura chimică şi izomerii glucozei

GLUCOZA
  Molecula de glucoză este o hexoză (conţine 6 atomi de carbon), având formula generală: C6H12O6. La glucoză, izomerul activ şi cel mai răspândit în natură este D.
  Diferenţa dintre D şi L, este dată de orientarea grupărilor -OH de la nivelul atomului C5, (la toate monoglucidele, poziţia în dreapta sau în stânga a grupării hidroxid de la penultimul atom de carbon, determină tipul de izomer; D sau L) (vezi imaginea 1).
D - Glucoza şi L - Glucoza
  Deoarece glucoza activă este dextrogiră (D), ea mai poartă numele de dextroză.
  Glucoza, ca şi celelalte monoglucide, având în moleculă atomi de carbon asimetrici, prezintă activitate optică, rotind planul luminii polarizate spre dreapta sau spre stânga. Atunci când în soluţie planul luminii polarizate este rotit spre dreapta, glucoza este dextrogiră şi se notează cu (+). Dacă lumina ar fi rotită spre stânga, glucoza ar deveni levogiră notându-se cu (-). În cazul glucozei, izomerii structurali corespund izomerilor optici, dar la alte oze acest lucru nu se întâmplă. De exemplu D(-) fructoza, este structural dextrogiră, dar este optic levogiră.
  Molecula glucozei, nu este lineară (aciclică) ci ciclică (semiacetalică). La această concluzie  s-a ajuns după ce s-a observat că grupare carbonil (-C=O) nu este liberă, ci mascată, transformându-se uşor într-o grupare hidroxilică activă (Neamţu 1997).
  Se ştie că la nivelul primului atom de carbon din molecula glucozei, se află funcţia aldehidică, care conţine o grupare carbonil. Însă, prin reprezentarea ciclică, se observă că atomul de carbon C1 se leagă de C5, prin intermediul unui atom de oxigen, formându-se legătura 1,5 eterică (lactolitică). Astfel, se formează un inel piranic, iar la nivelul C1 apare legătura hidroxid. Se poate spune deci, că gruparea carbonilică  a format cu una din grupele hidroxilice (cea de la C5 în acest caz) un semiacetal ciclic (vezi imaginea 2).
Glucoza semiacetalică (ciclică)
  Dacă semiacetalul ciclic se realizează cu grupul OH de la C4, se va forma un inel furanic.
  Când glucoza formează un ciclu format din 4 atomi de carbon şi unul de oxigen, se numeşte glucofuranoză, iar atunci când glucoza formează un  inel  alcătuit din 5 atomi de carbon şi unul de oxigen, se numeşte glucopiranoză (vezi imaginea 3).
Glucopiranoza şi glucofuranoza
  Având formă ciclică, glucoza; D(+) C6H12O6, are doi anomeri: α, respectiv β.  Anomerii glucozei sunt determinaţi de orientarea grupării hidroxid (-OH) de la carbonul 1. Când hidroxidul semiacetalic se găseşte în partea dreaptă a catenei - în formula de proiecţie, respectiv în partea de jos - în formula de perspectivă se obţine izomerul α. Atunci când - OH de la C1  se află  în partea stângă, respectiv sus, se formează anomerul β.
  Diferenţa structurală dintre cei doi anomeri ai D glucopiranozei, este redată în imaginea 4.
α D(+) Glucopiranoza şi β D(+) Glucopiranoza
  Ozidele formate de α D(+) C6H12O6 reprezintă glucide energetice şi digerabile (amidon, zaharoză, glicogen) în timp ce βD(+) C6H12O6 duce la formarea celulozei, poliglucidă neenergetică şi nedigerabilă cu rol de balast şi de stimulare a tranzitului intestinal (fibre).

Proprietăţile fizice ale glucozei

  Glucoza este o substanţă cristalină, albă, dulce, solubilă în apă, greu solubilă în alcool etilic, insolubilă în eter, benzen şi cloroform. Izomerii β sunt solubil în piridine şi în unii alcooli. Gradul de dulce este inferior fructozei. Anomerii α sunt mai dulci decât cei β.
  Amestecul fizic relativ echidistant dintre glucoză şi fructoză poartă numele de zahăr invertit .

Răspândire în natură

  În lumea vegetală, glucoza este prezentă în toate organele plantelor, găsindu-se în concentraţii mai mari în  fructele şi legumele dulci. Produsele naturale cele mai bogate în glucoză sunt mierea şi strugurii. Cele mai dulci fructe  (piersicile, pepenii, perele, etc.), nu conţin cantităţi aşa de mari de glucoză, gradul ridicat de "dulce" fiind dat de fructoză.
  Din glucoză se formează numeroase oligoglucide şi poliglucide (zaharoză, lactoză, amidon, glicogen, etc.). Ozidele constituite din glucoză, sunt larg răspândite atât în regnul vegetal, cât şi în cel animal.
 Glucoza necesară omului poate provenii direct din sursele exogene bogate în acest monozaharid, din hrana ce conţine compuşi organici cu conţinut de glucoză, dar şi din alţi compuşi (lipide, proteine, glicozizi, etc.), în urma unor reacţii ce au loc în organism.

Importanţă, obţinere

  Fiind o aldoză, glucoza are un pronunţat caracter reducător şi o solubilitate ridicată în apă.
  Pe baza glucozei, dar şi al altor monozaharide, are loc fermentaţia alcoolică, în urma unor serii de reacţii succesive, care pot fi rezumate în felul următor:

  C6H12O→  2C2H5OH  + 2CO+   22 kcal
   glucoză             etanol     dioxid de carbon 
     100%                 51%                49%

  
Plantele pot sintetiza glucoza din dioxid de carbon şi apă, în urma procesului de fotosinteză. Animalele şi omul, fie în mod direct, fie în mod indirect, trebuie să îşi procure glucoza pe seama producţiei vegetale.
  Glucoza naturală (cea provenită din fructe, miere (consumată cu prudenţă), legume, cereale integrale, etc.) este sănătoasă şi necesară proceselor metabolice. Glucoza concentrată, obţinută pe cale industrială, este o glucidă cu absorbţie rapidă, perturbând organismul.
  1g de glucoză dezvoltă 4,1 kcal.
  Industrial, glucoza se obţine prin fierberea amidonului cu acid clorhidric sau acid sulfuric (Neamţu 1997).

Glucoza în organismul omului

  Glucoza are o importanţă deosebită pentru om fiind principala sursă de energie.  În lipsa ei celulele nu pot supravieţui mai mult de 20 de ore.


  Creierul, al doilea consumator de glucoză şi implicit de calorii după muşchi (excluzând  marele laborator, în care substanţele suferă permanent transformări - ficatul), utilizează exclusiv această glucidă ca sursă energetică. Funcţia cerebrală şi exerciţiul intelectual intensifică oxidarea glucozei (vezi gândirea slăbeşte, sentimentele îngraşă).
  Glucoza care ajunge în tubul digestiv, poate să provină direct din alimentele care o conţin, sau din oligoglucidele şi poliglucidele prezente în hrană.
  Absorbţia intestinală a glucozei se face prin transport activ, cu consum de energie.
  Digestia şi metabolismul glucozei, dacă se desfăşoară corect şi complet, este complet netoxic, având ca produşi finali dioxidul de carbon şi apa, substanţe care se elimină uşor din organism. Glucoza ajunge în sânge traversând pereţii intestinali, şi mai departe la ficat şi la fiecare celulă.
  Ficatul utilizează glucoza în special pentru sintetizarea glicogenului, dar şi, într-o măsură mai muică, pentru alte sinteze (lipide, alte glucide, proteine, etc.). De asemenea, tot la nivelul ficatului, din alte substanţe (glicerină, aminoacizi glucoformatori, etc.) se sintetizează glucoză.
  Ţesuturile folosesc glucoza din sânge, în cazul hiperglicemiei postprandiale (concentraţia glucozei din sânge (glicemia) are o valoare mai crescută imediat după mese, fără ca acest lucru să indice vreo tulburare fiziologică), sau cea provenită din degradarea glicogenului localizat interstiţial. Oxidarea glucozei are loc în interiorul celulelor.
  Muşchii striaţi (scheletici), în general, folosesc glicogenul ca sursă de energie. Această substanţă se află în afara celulelor, atunci când musculatura este relaxată. În timpul încordării musculare, glicogenul intră în celule unde se oxidează până la glucoză, şi mai departe, urmând glicoliza, furnizează energie pe baza "arderii" glucozei.
  Glucoza este un oxidant biologic puternic, întreţinând arderile metabolice, şi stimulând, din punct de vedere energetic, toate celulele.
  Oxidarea glucozei (glicoliza) poate avea loc pe cale aerobă (în prezenţa O2) sau anaerobă. Arderea glucozei în celule are loc sub influenţa insulinei (vezi metabolismul glucidelor).
  Pentru a putea furniza energie, glucoza trebuie să treacă în glucozo-6-fosfat, proces numit fosforilarea glucozei. Reacţia de fosforilare a glucozei este catalizată de către enzima fosforilaza (vezi şi catabolismul glucozei). Glucoza în exces epuizează repede rezervele de fosfor din corp, iar carenţa în fosfor determină intoleranţă la glucoză. S-a constat că atunci când organismul dispune de cantităţi suficiente de fosfor, dar îi lipseşte glucoza, se instalează fenomene nervoase asemănătoare cu cele întâlnite în hipertiroidism, chiar şi dacă glicemia nu este scăzută. Între fosfor şi alte monoglucide energetice, aşa cum este de pildă fructoza, nu există nicio corelaţie, deoarece, furnizarea de energie nu se bazează pe reacţia de fosforilare.
  Cele mai uzuale noţiuni legate de activitatea glucozei în organism, sunt redate în tabelul de mai jos.

Noţiunea

Semnificaţia

  Concentraţia glucozei în sânge
  Glicoliza
  Oxidarea glucozei pe cale anaerobă (glicoliza anaerobă) sau aerobă (glicoliza aerobă), cu eliberare de energie, pe parcursul unor reacţii metabolice.
  Glicozuria
  Prezenţa glucozei în urină (în mod normal, urina nu conţine glucoză)
  Glicogeneza
  Formarea glucozei în organism pe baza unor glucide sau pe seama unor resturi de carbohidraţi.
  Gliconeogeneza
  Formarea glucozei în organism pe baza unor  substanţe neglucidice (glicerol, aminoacizi, etc.)

Catabolismul glucozei la om

  După cum am arătat mai sus, pentru a putea furniza energie, glucoza trebuie să treacă în glucozo-6-fosfat (ester glucozo-6-fosforic), proces numit fosforilarea glucozei. Reacţia de fosforilare a glucozei este catalizată  de către o enzimă din grupa fosforilazelor (glukokinaza) în prezenţa ATP. Glucozo-6-fosfatul reprezintă compusul de la care pornesc atât reacţiile furnizoare de energie, cât şi acelea generatoare de pentoze (riboza, dezoxiriboza) necesare materialului genetic (ADN, ARN). Arderea (oxidarea) glucozei, în scopul obţinerii de energie, se realizează pe 2 căi; una aerobă (în prezenţa O2) şi una anaerobă. Glicoliza aerobă conduce la degradarea completă a glucozei, rezultând H2O, CO2 şi energie. Glicoliza anaerobă, urmăreşte reacţiile catabolice până la formarea acidului piruvic. Acidul piruvic, nu mai trece - în acest caz în acetil-coenzima A şi în şirul de acizi tricarboxilici specific ciclului lui Krebs, ci se transformă în acid lactic, care determină febra musculară.
  Trecerea acidului piruvic în acid lactic (produs final) se face cu degajare de energie. Reacţia este reversibilă, acidul lactic, putând reveni la acid piruvic (cu consum de energie), compus care se poate oxida complet pe cale aerobă (vezi imaginea 5).
Catabolismul glucozei
  Deşi glicolizele nu pot fi despărţite în mod strict (ele coexistă), se ştie că glicoliza anaerobă este preponderentă şi specifică efortului muscular intens sau brusc, iar glicoliza aerobă predomină în efortul muscular mediu.
  Vezi şi metabolismul glucozei.

Efectele terapeutice şi dietetice ale glucozei naturale

  Glucoza de provenienţă naturală, adică cea provenită în principal din hrana vegetală, în special din fructele şi legumele dulci, contribuie într-o oarecare măsură la conversia lipidelor în alte substanţe şi iniţiază arderea grăsimilor (dacă nu se administrează odată cu lipidele alimentare).
  Glucoza, în cantităţi moderate, alcalinizează sângele - dacă urmează calea degradării  aerobe şi prezintă un efect diuretic cert. În cazul unui efort muscular intens, prin formarea acidului lactic, glucoza devine acidifiantă.
  Deoarece intră în componentele unor anticorpi, în mod indirect, glucoza întăreşte imunitatea.
  Vezi şi glucoza în alimentaţie şi în dietetică

Toleranţa la glucoză a organismului uman

  Când se constată deficite cantitative sau calitative cu privire la unii compuşi esenţiali pentru metabolismul glucidelor, aşa cum sunt enzimele ori hormonii, glucoza devine o substanţă  greu tolerată sau total intolerată de către organism.
  Intoleranţa la glucoză se asociază cu diabetul, sarcina, hepatita C, malnutriţia,  carenţa proteică, dar şi cu deficite mai banale, cum ar fi insuficienţa unor minerale (fosfor, magneziu, mangan), sau vitamine (B1).
  În toate aceste situaţii, organismul utilizează ineficient glucoza. Acest lucru se manifestă fie prin hiperglicemie (prediabet, diabet zaharat), fie prin reacţii digestive de respingere, ultimele însoţite de multe ori de scârba pentru dulce, ceea ce conduce la hipoglicemie prin carenţă de aport.

  • Intoleranţa enzimatică

  Prin lipsa sau carenţa unor enzime, glucoza nu este corect utilizată sub aspect metabolic sau energetic.

  • Intoleranţa hormonală (insulinică)

  Toleranţa organismului la glucoză este determinată într-o foarte mare de activitatea hormonală, depinzând, în primul rând  de insulină.
  Toleranţa sau intoleranţa de acest fel, se corelează întotdeauna cu glicemia. Majoritatea bolnavilor cu diabet zaharat de tip 2 prezintă un debut al bolii prin alterarea uşoară a tolerantei la glucoză. Toleranţa la glucoză se deteriorează  treptat pe parcursul diabetului de tip II şi brusc odată cu instalarea diabetului de tip I (vezi imaginea 6).
Toleranţa la glucoză după administrarea ei
Conţinutul în glucoză al unor produse naturale

  Produsele naturale cele mai bogate în glucoză sunt mierea şi fructele dulci, aşa cum se poate vedea în tabelul de mai jos.

Produs natural
Conţinut în glucoză
la parte comestibilă
[%]
  Miere
  35
  Must
  20
  Struguri
    7,5
  Cireşe
    6
  Vişine
    5
  Zmeură
    5
  Banane
    3,5
  Pere
    3,5
  Pepene verde
    3
  Prune
    2,7
  Coacăze negre
    2,5
  Sfecla roşie
    2,5
  Portocale
    2,4
  Afine
    2,35
  Coacăze roşii
    2,3
  Ceapa
    2,25

BIOTERAPII ® este o marcă înregistrată la OSIM. Toate drepturile rezervate 2006 - 2016. Utilizarea acestui site, impune respectarea unor termeni şi condiţii (mai multe).
  POZIŢIE

Glucoza
  MEDIA

  TEME ASEMĂNĂTOARE

  BLOG

  Glucoza
  CUVINTE CHEIE