itthon
Csővezeték
A glükóz biológiai jelentősége, alkalmazása. Mi az a glükóz? A glükóz megszerzése és tulajdonságai

A glükóz biológiai jelentősége, alkalmazása. Mi az a glükóz? A glükóz megszerzése és tulajdonságai

A „szénhidrátok” elnevezést azóta is megőrizték, amikor ezeknek a vegyületeknek a szerkezete még nem volt ismert, de megállapították összetételüket, amely megfelel a Cn (H 2 O) m képletnek. Ezért a szénhidrátokat szénhidrátoknak nevezték, i.e. szén és víz vegyületeihez - "szénhidrátokhoz". Napjainkban a legtöbb szénhidrát a C n H 2n O n képlettel van kifejezve.
1. A szénhidrátokat ősidők óta használják - a legelső szénhidrát (pontosabban szénhidrátok keveréke), amellyel az ember találkozott, a méz volt.
2. A cukornád szülőhelye Északnyugat-India-Bengál. Az európaiak Nagy Sándor i.e. 327-es hadjáratainak köszönhetően ismerkedtek meg a nádcukorral.
3. A tiszta répacukrot csak 1747-ben fedezte fel A. Marggraf német kémikus.
4. A keményítőt az ókori görögök ismerték.
5. A cellulózt, mint a fa szerves részét, ősidők óta használják.
6. Az „édes” szó és a cukros anyagok végződése - ose- kifejezést J. Dula francia kémikus javasolta 1838-ban. Történelmileg az édesség volt a fő jellemző, amellyel ezt vagy azt az anyagot a szénhidrátoknak tulajdonították.
7. 1811-ben Kirchhoff orosz kémikus volt az első, aki keményítő hidrolízisével nyert glükózt, és először J. Berzemus svéd kémikus javasolta a glükóz helyes empirikus képletét 1837-ben. C 6 H 12 O 6
8. A szénhidrátok szintézisét formaldehidből Ca(OH) 2 jelenlétében az A.M. Butlerov 1861-ben
A glükóz bifunkciós vegyület, mert. funkciós csoportokat tartalmaz - egy aldehidet és 5 hidroxilcsoportot. Így a glükóz egy többértékű aldehid-alkohol.

A glükóz szerkezeti képlete:

A rövidített képlet a következő:

A glükózmolekula három izomer formában létezhet, amelyek közül kettő ciklikus, egy pedig lineáris.

Mindhárom izomer forma dinamikus egyensúlyban van egymással:
ciklikus [(alfa forma) (37%)]<-->lineáris (0,0026%)<-->ciklikus [(béta forma) (63%)]
A glükóz ciklikus alfa és béta formái olyan térbeli izomerek, amelyek a félacetál hidroxilcsoport helyzetében különböznek a gyűrű síkjához képest. Az alfa-glükózban ez a hidroxilcsoport a -CH2OH hidroxi-metil-csoporthoz képest transz-helyzetben van, a béta-glükózban - a cisz-helyzetben.

A glükóz kémiai tulajdonságai:

Az aldehidcsoport jelenléte miatti tulajdonságok:

1. Oxidációs reakciók:
a) Cu(OH)2-vel:
C 6 H 12 O 6 + Cu(OH) 2 ↓ ------> élénkkék oldat


2. Helyreállítási reakció:
hidrogénnel H2:

Ebben a reakcióban csak a glükóz lineáris formája vehet részt.

Több hidroxilcsoport (OH) jelenlétéből adódó tulajdonságok:


1. Reagál karbonsavakkal, észtereket képezve(a glükóz öt hidroxilcsoportja reagál savakkal):

2. Hogyan reagál egy többértékű alkohol a réz(II)-hidroxiddal, hogy réz(II)alkoholt képezzen:


Specifikus tulajdonságok

Nagy jelentőséggel bírnak a szerves enzimkatalizátorok (mikroorganizmusok által termelt) hatására végbemenő glükóz fermentációs folyamatok.
a) alkoholos erjesztés (élesztő hatására):


b) tejsavas fermentáció (tejsavbaktériumok hatására):


d) citromsavas erjesztés:

e) aceton-butanol fermentáció:

Glükóz beszerzése

1. Glükóz szintézise formaldehidből kalcium-hidroxid jelenlétében (Butlerov-reakció):

2. Keményítő hidrolízise (Kirhoff-reakció):

A glükóz biológiai jelentősége, alkalmazása

Szőlőcukor- a táplálék szükséges összetevője, a szervezet anyagcseréjének egyik fő résztvevője, nagyon tápláló és könnyen emészthető. Oxidálásakor a szervezetben felhasznált energia több mint egyharmada - az erőforrás - zsírok szabadulnak fel, de a zsírok és a glükóz szerepe a különböző szervek energiájában eltérő. A szív zsírsavakat használ üzemanyagként. A vázizmoknak glükózra van szükségük a „beinduláshoz”, de az idegsejtek, beleértve az agysejteket is, csak a glükózon dolgoznak. Igényük a megtermelt energia 20-30%-a. Az idegsejteknek minden másodpercben energiára van szükségük, a szervezet pedig étkezéskor kap glükózt. A glükóz könnyen felszívódik a szervezetben, ezért a gyógyászatban erősítő szerként használják. Specifikus oligoszacharidok határozzák meg a vércsoportot. Az édesipari üzletágban lekvár, karamell, mézeskalács stb. Nagy jelentőséggel bírnak a glükóz fermentációs folyamatai. Így például a káposzta, az uborka, a tej savanyításakor a glükóz tejsavas erjedés történik, valamint a takarmány silózásakor. A gyakorlatban a glükóz alkoholos erjesztését is alkalmazzák, például a sörgyártás során.
A szénhidrátok valóban a leggyakoribb szerves anyagok a Földön, amelyek nélkül az élő szervezetek léte lehetetlen. Élő szervezetben az anyagcsere folyamatában a glükóz nagy mennyiségű energia felszabadulásával oxidálódik:

Küldje el a jó munkát a tudásbázis egyszerű. Használja az alábbi űrlapot

Diákok, végzős hallgatók, fiatal tudósok, akik a tudásbázist tanulmányaikban és munkájukban használják, nagyon hálásak lesznek Önnek.

közzétett http://www.allbest.ru/

Az Orosz Föderáció Oktatási és Tudományos Minisztériuma

Szövetségi Állami Költségvetési Felsőoktatási Intézmény

Tambov Állami Egyetem, amelyet G.R. Derzhavin

témában: A glükóz biológiai szerepe a szervezetben

Elkészült:

Shamsidinov Shokhiyorjon Fazliddin ugli

Tambov 2016

1. Glükóz

1.1 Jellemzők és funkciók

2.1 Glükóz katabolizmus

2.4 Glükóz szintézis a májban

2.5 Glükóz szintézise laktátból

Felhasznált irodalom

1. Glükóz

1.1 Jellemzők és funkciók

A glucomza (más görög glkhket édes szóból) (C 6 H 12 O 6), vagy szőlőcukor, vagy szőlőcukor, számos gyümölcs és bogyós gyümölcs levében található, beleértve a szőlőt is, amelyről ennek a cukorfajtának a neve is származik. Ez egy monoszacharid és egy hatatomos cukor (hexóz). A glükóz link a poliszacharidok (cellulóz, keményítő, glikogén) és számos diszacharid (maltóz, laktóz és szacharóz) része, amelyek például gyorsan glükózra és fruktózra bomlanak le az emésztőrendszerben.

A glükóz a hexózok csoportjába tartozik, létezhet β-glükóz vagy β-glükóz formájában. A térbeli izomerek közötti különbség abban rejlik, hogy a β-glükózban az első szénatomnál a hidroxilcsoport a gyűrű síkja alatt, a β-glükózban pedig a sík felett helyezkedik el.

A glükóz bifunkciós vegyület, mert. funkciós csoportokat tartalmaz - egy aldehidet és 5 hidroxilcsoportot. Így a glükóz egy többértékű aldehid-alkohol.

A glükóz szerkezeti képlete:

Rövid képlet

1.2 A glükóz kémiai tulajdonságai és szerkezete

Kísérletileg megállapították, hogy a glükózmolekulában aldehid- és hidroxilcsoportok vannak jelen. A karbonilcsoport és az egyik hidroxilcsoport kölcsönhatása következtében a glükóz két formában létezhet: nyílt láncú és ciklikus.

A glükózoldatban ezek a formák egyensúlyban vannak egymással.

Például a glükóz vizes oldatában a következő szerkezetek léteznek:

A glükóz ciklikus b- és c-formái olyan térbeli izomerek, amelyek a hemiacetál hidroxilcsoport helyzetében különböznek a gyűrű síkjához képest. A β-glükózban ez a hidroxilcsoport a -CH2OH hidroxi-metil-csoporthoz képest transz-helyzetben van, a β-glükózban - a cisz-helyzetben. Figyelembe véve a hattagú gyűrű térbeli szerkezetét, ezeknek az izomereknek a képlete a következő:

Szilárd állapotban a glükóz ciklikus szerkezetű. A közönséges kristályos glükóz a b forma. Oldatban az s-forma stabilabb (egyensúlyi állapotban a molekulák több mint 60%-át teszi ki). Az egyensúlyban lévő aldehidforma aránya jelentéktelen. Ez magyarázza a fukszin-kénsavval való kölcsönhatás hiányát (az aldehidek minőségi reakciója).

A glükózra a tautoméria jelensége mellett jellemző a ketonokkal való szerkezeti izoméria (a glükóz és a fruktóz szerkezeti interclass izomerek)

A glükóz kémiai tulajdonságai:

A glükóz az alkoholokra és aldehidekre jellemző kémiai tulajdonságokkal rendelkezik. Ezen kívül van néhány speciális tulajdonsága is.

1. A glükóz többértékű alkohol.

A glükóz rézzel (OH) 2-vel kék oldatot (réz-glükonát) ad.

2. Glükóz - aldehid.

a) Reagál ezüst-oxid ammóniás oldatával, és ezüsttükröt képez:

CH 2 OH-(CHOH) 4 -CHO + Ag 2 O> CH 2 OH-(CHOH) 4 -COOH + 2Ag

glükonsav

b) Réz-hidroxiddal vörös Cu 2 O csapadék keletkezik

CH 2 OH-(CHOH) 4 -CHO + 2Cu(OH) 2 > CH 2 OH-(CHOH) 4 -COOH + Cu 2 Ov + 2H 2 O

glükonsav

c) Hidrogénnel redukálva hatértékű alkoholt (szorbitot) képez.

CH 2 OH-(CHOH) 4 -CHO + H 2 > CH 2 OH-(CHOH) 4 -CH 2 OH

3. Erjedés

a) alkoholos erjesztés (alkoholos italok előállításához)

C 6 H 12 O 6 > 2CH 3 -CH 2 OH + 2CO 2 ^

etanol

b) Tejsavas erjesztés (tej savanyítása, zöldségek erjesztése)

C 6 H 12 O 6 > 2CH 3 -CHOH-COOH

tejsav

1.3 A glükóz biológiai jelentősége

A glükóz az élelmiszerek szükséges összetevője, a szervezet anyagcseréjének egyik fő résztvevője, nagyon tápláló és könnyen emészthető. Oxidálásakor a szervezetben felhasznált energia több mint egyharmada - az erőforrás - zsírok szabadulnak fel, de a zsírok és a glükóz szerepe a különböző szervek energiájában eltérő. A szív zsírsavakat használ üzemanyagként. A vázizmoknak glükózra van szükségük a „beinduláshoz”, de az idegsejtek, beleértve az agysejteket is, csak a glükózon dolgoznak. Igényük a megtermelt energia 20-30%-a. Az idegsejteknek minden másodpercben energiára van szükségük, a szervezet pedig étkezéskor kap glükózt. A glükóz könnyen felszívódik a szervezetben, ezért a gyógyászatban erősítő szerként használják. Specifikus oligoszacharidok határozzák meg a vércsoportot. Az édesipari üzletágban lekvár, karamell, mézeskalács stb. Nagy jelentőséggel bírnak a glükóz fermentációs folyamatai. Így például a káposzta, az uborka, a tej savanyításakor a glükóz tejsavas erjedés történik, valamint a takarmány silózásakor. A gyakorlatban a glükóz alkoholos erjesztését is alkalmazzák, például a sörgyártás során. A cellulóz a selyem-, vatta- és papírgyártás kiindulási anyaga.

A szénhidrátok valóban a leggyakoribb szerves anyagok a Földön, amelyek nélkül az élő szervezetek léte lehetetlen.

Élő szervezetben az anyagcsere folyamatában a glükóz nagy mennyiségű energia felszabadulásával oxidálódik:

C 6 H 12 O 6 + 6O 2 ??? 6CO 2 + 6H 2 O + 2920 kJ

2. A glükóz biológiai szerepe a szervezetben

A glükóz a fotoszintézis fő terméke, és a Calvin-ciklusban képződik. Emberekben és állatokban a glükóz az anyagcsere-folyamatok fő és legsokoldalúbb energiaforrása.

2.1 Glükóz katabolizmus

A glükóz katabolizmus a fő energiaszolgáltató a szervezet létfontosságú folyamataihoz.

A glükóz aerob lebontása a végső oxidációja CO 2 -vé és H 2 O-vá. Ez a folyamat, amely a glükóz katabolizmusának fő útvonala az aerob szervezetekben, a következő összefoglaló egyenlettel fejezhető ki:

C 6 H 12 O 6 + 6O 2 > 6CO 2 + 6H 2 O + 2820 kJ / mol

A glükóz aerob lebontása több szakaszból áll:

* aerob glikolízis - a glükóz oxidációjának folyamata két piruvátmolekula képződésével;

* a katabolizmus általános útja, beleértve a piruvát acetil-CoA-vá történő átalakulását és további oxidációját a citrát ciklusban;

* az elektronok oxigénhez való átvitelének lánca, párosulva a glükóz lebontása során fellépő dehidrogénezési reakciókkal.

Bizonyos helyzetekben előfordulhat, hogy a szövetek oxigénellátása nem elégíti ki szükségleteiket. Például a stressz alatti intenzív izommunka kezdeti szakaszában előfordulhat, hogy a pulzusszám nem éri el a kívánt frekvenciát, és magas az izmok oxigénigénye az aerob glükóz lebontáshoz. Ilyen esetekben aktiválódik egy folyamat, amely oxigén nélkül megy végbe, és a piroszőlősavból laktát képződésével végződik.

Ezt a folyamatot anaerob lebontásnak vagy anaerob glikolízisnek nevezik. A glükóz anaerob lebontása energetikailag nem hatékony, de ez a folyamat lehet az egyetlen energiaforrás az izomsejtek számára a leírt helyzetben. A jövőben, amikor az izmok oxigénellátása elegendő lesz a szív felgyorsult ritmusra való átállása következtében, az anaerob bomlás aerobra vált.

Az aerob glikolízis a glükóz piroszőlősavvá történő oxidációja oxigén jelenlétében. A folyamat reakcióit katalizáló összes enzim a sejt citoszoljában lokalizálódik.

1. Az aerob glikolízis szakaszai

Az aerob glikolízisben 2 szakasz különböztethető meg.

1. Az előkészítő szakasz, amely során a glükóz foszforilálódik és két foszfotrióz molekulára hasad. Ez a reakciósorozat 2 ATP molekula felhasználásával megy végbe.

2. Az ATP szintéziséhez kapcsolódó szakasz. E reakciósorozat eredményeként a foszfotriózok piruváttá alakulnak. Az ebben a szakaszban felszabaduló energiát 10 mol ATP szintézisére használják fel.

2. Az aerob glikolízis reakciói

A glükóz-6-foszfát átalakítása 2 molekula glicerinaldehid-3-foszfáttá

A glükóz ATP-vel segített foszforilációja eredményeként képződő glükóz-6-foszfát a következő reakció során fruktóz-6-foszfáttá alakul. Ez a reverzibilis izomerizációs reakció a glükóz-foszfát-izomeráz enzim hatására megy végbe.

A glükóz katabolizmus útjai. 1 - aerob glikolízis; 2, 3 - a katabolizmus általános útja; 4 - a glükóz aerob lebontása; 5 - a glükóz anaerob lebontása (keretezett); 2 (karikázva) - sztöchiometrikus együttható.

A glükóz-6-foszfát átalakítása trióz-foszfáttá.

A gliceraldehid-3-foszfát átalakítása 3-foszfogliceráttá.

Az aerob glikolízis ezen része magában foglalja az ATP szintézisével kapcsolatos reakciókat. A reakciósorozat legbonyolultabb reakciója a gliceraldehid-3-foszfát 1,3-biszfoszfogliceráttá történő átalakulása. Ez az átalakulás az első oxidációs reakció a glikolízis során. A reakciót a gliceraldehid-3-foszfát-dehidrogenáz katalizálja, amely egy NAD-függő enzim. Ennek a reakciónak nemcsak abban rejlik a jelentősége, hogy redukált koenzim képződik, amelynek a légzőláncban történő oxidációja az ATP szintézisével jár együtt, hanem abban is, hogy az oxidáció szabad energiája a makroergekben koncentrálódik. a reakciótermék kötése. A gliceraldehid-3-foszfát-dehidrogenáz egy ciszteint tartalmaz az aktív központban, amelynek szulfhidrilcsoportja közvetlenül részt vesz a katalízisben. A gliceraldehid-3-foszfát oxidációja a NAD redukciójához vezet, és a H 3 PO 4 részvételével egy nagy energiájú anhidrid kötés képződik 1,3-biszfoszfoglicerátban az 1. pozícióban. A következő reakcióban nagy energiájú foszfát ATP képződésével átkerül az ADP-be

Az ATP ilyen módon történő képződése nem kapcsolódik a légzési lánchoz, és ezt szubsztrát ADP foszforilációnak nevezik. A képződött 3-foszfoglicerát már nem tartalmaz makroerg kötést. A következő reakciókban intramolekuláris átrendeződések mennek végbe, amelyek jelentése abban rejlik, hogy egy kis energiájú foszfoészter nagy energiájú foszfátot tartalmazó vegyületté alakul. Az intramolekuláris átalakulások abból állnak, hogy a foszfoglicerát 3-as pozíciójából egy foszfátmaradékot visznek át a 2-es pozícióba. Ezután az enoláz enzim közreműködésével vízmolekulát választanak le a keletkező 2-foszfoglicerátról. A dehidratáló enzim neve a fordított reakcióból származik. A reakció eredményeként szubsztituált enol képződik - foszfoenolpiruvát. A kapott foszfoenolpiruvát egy makroerg vegyület, amelynek foszfátcsoportja a következő reakcióban ADP-be kerül át piruvát-kináz részvételével (az enzimet a fordított reakcióról is nevezték el, amelyben a piruvát foszforilálódik, bár egy ilyen reakció nem vesz részt hely ebben a formában).

A 3-foszfoglicerát átalakítása piruváttá.

3. A citoplazmatikus NADH oxidációja a mitokondriális légzési láncban. Ingajárati rendszerek

Az aerob glikolízis során a gliceraldehid-3-foszfát oxidációja során képződő NADH hidrogénatomok oxidációján megy keresztül a mitokondriális légzőláncba. A citoszolikus NADH azonban nem képes hidrogént átvinni a légzőláncba, mert a mitokondriális membrán nem átjárható számára. A hidrogén átvitele a membránon keresztül speciális rendszerek segítségével, az úgynevezett "shuttle" segítségével történik. Ezekben a rendszerekben a hidrogént a membránon keresztül szállítják a megfelelő dehidrogenázok által megkötött szubsztrátpárok részvételével, pl. a mitokondriális membrán mindkét oldalán specifikus dehidrogenáz található. 2 ingarendszer ismeretes. Az első ilyen rendszerekben a hidrogént a citoszolban lévő NADH-ból a dihidroxi-aceton-foszfátba a glicerin-3-foszfát-dehidrogenáz enzim (NAD-függő enzim, a fordított reakcióról kapta) viszi át. A reakció során keletkező glicerin-3-foszfátot a belső mitokondriális membrán enzime - glicerin-3-foszfát dehidrogenáz (FAD-függő enzim) - tovább oxidálja. Ezután a FADH 2 protonjai és elektronjai átjutnak az ubikinonba és tovább a CPE mentén.

A glicerin-foszfát ingarendszer a fehér izomsejtekben és a hepatocitákban működik. A mitokondriális glicerin-3-foszfát-dehidrogenáz azonban hiányzik a szívizomsejtekben. A második ingarendszer, amely malát-, citoszol- és mitokondriális malát-dehidrogenázokat foglal magában, univerzálisabb. A citoplazmában a NADH az oxálacetátot maláttá redukálja, amely egy hordozó részvételével a mitokondriumokba kerül, ahol a NAD-függő malát-dehidrogenáz oxálacetáttá oxidálja (2. reakció). A reakció során redukált NAD hidrogént adományoz a mitokondriális CPE-nek. A malátból képződő oxálacetát azonban nem tud önmagában kilépni a mitokondriumból a citoszolba, mivel a mitokondriális membrán áthatolhatatlan számára. Ezért az oxál-acetát aszpartáttá alakul, amely a citoszolba kerül, ahol ismét oxálacetáttá alakul. Az oxál-acetát átalakulása aszpartáttá és fordítva egy aminocsoport hozzáadásával és eltávolításával jár. Ezt az ingarendszert malát-aszpartátnak nevezik. Munkája eredménye a citoplazmatikus NAD+ regenerációja NADH-ból.

Mindkét shuttle rendszer jelentősen eltér a szintetizált ATP mennyiségében. Az első rendszerben a P/O arány 2, mivel a hidrogént KoQ szinten vezetik be a CPE-be. A második rendszer energetikailag hatékonyabb, mivel mitokondriális NAD+-on keresztül ad hidrogént a CPE-hez, és a P/O arány közel 3.

4. ATP egyensúly az aerob glikolízis és a glükóz CO 2 -vé és H 2 O-vá történő lebontása során.

ATP-kibocsátás aerob glikolízis során

Egy glükózmolekulából fruktóz-1,6-biszfoszfát képződéséhez 2 ATP-molekulára van szükség. Az ATP szintézisével kapcsolatos reakciók a glükóz 2 molekula foszfotriózra bomlása után következnek be, azaz. a glikolízis második lépésében. Ebben a szakaszban 2 szubsztrát foszforilációs reakció megy végbe, és 2 ATP molekula szintetizálódik. Ezenkívül egy molekula gliceraldehid-3-foszfátot dehidrogéneznek (6. reakció), és a NADH hidrogént ad át a mitokondriális CPE-hez, ahol oxidatív foszforilációval 3 ATP-molekula szintetizálódik. Ebben az esetben az ATP mennyisége (3 vagy 2) a shuttle rendszer típusától függ. Ezért a gliceraldehid-3-foszfát egy molekulájának piruváttá történő oxidációja 5 ATP molekula szintéziséhez kapcsolódik. Tekintettel arra, hogy 2 foszfotrióz molekula képződik glükózból, a kapott értéket meg kell szorozni 2-vel, majd le kell vonni az első szakaszban elfogyasztott 2 ATP molekulát. Így az ATP-kibocsátás aerob glikolízis során (5×2) - 2 = 8 ATP.

A glikolízis eredményeként a glükóz aerob lebontása során végtermékekké felszabaduló ATP piruvátot termel, amely az OPC-ben tovább oxidálódik CO 2 -vé és H 2 O-vá. Most értékelhetjük a glikolízis és az OPC energiahatékonyságát, amelyek együttesen alkotják a glükóz aerob lebomlási folyamatát a végtermékekké, így 1 mol glükóz CO 2 -dá és H 2 O -dá oxidációja esetén az ATP hozama 38 mol. az ATP-ből. A glükóz aerob lebomlásának folyamatában 6 dehidrogénezési reakció megy végbe. Egyikük a glikolízisben, 5 a GPC-ben fordul elő.. A specifikus NAD-függő dehidrogenázok szubsztrátjai: gliceraldehid-3-foszfát, zhiruvát, izocitrát, β-ketoglutarát, malát. A citrátciklusban a szukcinát-dehidrogenáz hatására egy dehidrogénezési reakció megy végbe a FAD koenzim részvételével. Az oxidatív foszforilációval szintetizált ATP teljes mennyisége 17 mol ATP 1 mol glicerinaldehid-foszfátra számítva. Ehhez kell hozzáadni 3 mol szubsztrát foszforilációval szintetizált ATP-t (két reakció a glikolízisben és egy a citrát ciklusban) Tekintettel arra, hogy a glükóz 2 foszfotriózra bomlik, és a további átalakulások sztöchiometrikus együtthatója 2, a kapott értéket megszorozzuk 2-vel, és az eredményből le kell vonni a glikolízis első szakaszában felhasznált 2 mol ATP-t.

A glükóz anaerob lebontása (anaerob glikolízis).

Az anaerob glikolízis a glükóz lebontásának folyamata, amely végtermékként laktátot képez. Ez a folyamat oxigén használata nélkül megy végbe, ezért nem függ a mitokondriális légzőlánc működésétől. Az ATP szubsztrát foszforilációs reakciók révén jön létre. A folyamat általános egyenlete:

C 6 H 12 0 6 + 2 H 3 P0 4 + 2 ADP \u003d 2 C 3 H 6 O 3 + 2 ATP + 2 H 2 O.

anaerob glikolízis.

Az anaerob glikolízis során mind a 10, az aerob glikolízissel azonos reakció játszódik le a citoszolban. Csak a 11. reakció, ahol a piruvátot a citoszolos NADH redukálja, specifikus az anaerob glikolízisre. A piruvát laktáttá redukcióját a laktát-dehidrogenáz katalizálja (a reakció reverzibilis, és az enzim a fordított reakcióról kapta a nevét). Ez a reakció biztosítja a NAD+ regenerálódását NADH-ból a mitokondriális légzési lánc részvétele nélkül olyan helyzetekben, amelyek a sejtek elégtelen oxigénellátásával kapcsolatosak.

2.2 A glükóz katabolizmus jelentősége

A glükóz katabolizmusának fő élettani célja az, hogy az ebben a folyamatban felszabaduló energiát az ATP szintézisére használja fel.

A glükóz aerob lebomlása számos szervben és szövetben megtörténik, és az élet fő, bár nem az egyetlen energiaforrásaként szolgál. Egyes szövetek leginkább a glükóz katabolizmusától függenek az energia szempontjából. Például az agysejtek naponta akár 100 g glükózt is elfogyasztanak, aerob módon oxidálva azt. Ezért az agy elégtelen glükózellátása vagy a hipoxia az agyi funkciók megsértésére utaló tünetekkel (szédülés, görcsök, eszméletvesztés) nyilvánul meg.

A glükóz anaerob lebomlása az izmokban, az izommunka első perceiben, a vörösvértestekben (amelyekben hiányzik a mitokondrium), valamint különböző szervekben korlátozott oxigénellátás mellett, beleértve a daganatsejteket is. A daganatsejtek anyagcseréjét mind az aerob, mind az anaerob glikolízis felgyorsulása jellemzi. A túlnyomórészt anaerob glikolízis és a laktátszintézis növekedése azonban a sejtosztódás megnövekedett sebességének mutatójaként szolgál, és nem elegendő a véredényrendszerrel való ellátásuk.

A glükóz katabolizmus folyamata az energiafunkció mellett anabolikus funkciókat is elláthat. A glikolízis metabolitjait új vegyületek szintézisére használják. Így a fruktóz-6-foszfát és a glicerinaldehid-3-foszfát részt vesz a ribóz-5-foszfát képződésében, amely a nukleotidok szerkezeti összetevője; A 3-foszfoglicerát részt vehet olyan aminosavak szintézisében, mint a szerin, glicin, cisztein (lásd 9. A májban és a zsírszövetben a piruvátból képződő acetil-CoA a zsírsavak és a koleszterin bioszintézisének szubsztrátja, a dihidroxi-aceton-foszfát pedig a glicerin-3-foszfát szintézisének szubsztrátja.

A piruvát visszanyerése laktáttá.

2.3 A glükóz katabolizmus szabályozása

Mivel a glikolízis fő jelentősége az ATP szintézise, ​​sebességének korrelálnia kell a szervezet energiafelhasználásával.

A glikolízis reakcióinak többsége reverzibilis, három kivételével, amelyeket a hexokináz (vagy glükokináz), a foszfofruktokináz és a piruvát-kináz katalizál. A glikolízis sebességét, és ezáltal az ATP képződését megváltoztató szabályozó tényezők visszafordíthatatlan reakciókat céloznak. Az ATP-fogyasztás mutatója az ADP és az AMP felhalmozódása. Ez utóbbi egy adenilát kináz által katalizált reakcióban keletkezik: 2 ADP - AMP + ATP

Már az ATP csekély fogyasztása is az AMP észrevehető növekedéséhez vezet. Az ATP/ADP és AMP szint aránya jellemzi a sejt energiaállapotát, komponensei mind a katabolizmus, mind a glikolízis általános útjának sebességének alloszterikus szabályozóiként szolgálnak.

A glikolízis szabályozásához elengedhetetlen a foszfofruktokináz aktivitásának megváltoztatása, mivel ez az enzim, mint korábban említettük, katalizálja a folyamat leglassabb reakcióját.

A foszfofruktokinázt az AMP aktiválja, de az ATP gátolja. Az AMP a foszfofruktokináz alloszterikus központjához kötődve növeli az enzim fruktóz-6-foszfát iránti affinitását, és fokozza foszforilációjának sebességét. Az ATP ezen enzimre gyakorolt ​​hatása a homotróp schüsterizmus egyik példája, mivel az ATP kölcsönhatásba léphet mind az allosztérikus hellyel, mind az aktív hellyel, utóbbi esetben szubsztrátként.

Az ATP fiziológiás értékeinél a foszfofruktokináz aktív központja mindig szubsztrátokkal (beleértve az ATP-t is) telített. Az ATP szintjének emelkedése az ADP-hez viszonyítva csökkenti a reakciósebességet, mivel ilyen körülmények között az ATP inhibitorként működik: kötődik az enzim alloszterikus centrumához, konformációs változásokat okoz, és csökkenti az affinitást szubsztrátjaihoz.

A foszfofruktokináz aktivitásának változásai hozzájárulnak a hexokináz általi glükóz-foszforiláció sebességének szabályozásához. A foszfofruktokináz aktivitásának csökkenése magas ATP-szinten a fruktóz-6-foszfát és a glükóz-6-foszfát felhalmozódásához vezet, és ez utóbbi gátolja a hexokinázt. Emlékeztetni kell arra, hogy a hexokinázt számos szövetben (a máj és a hasnyálmirigy β-sejtjei kivételével) gátolja a glükóz-6-foszfát.

A magas ATP-szint csökkenti a citromsavciklust és a légzési láncot. Ilyen körülmények között a glikolízis folyamata is lelassul. Emlékeztetni kell arra, hogy az OPC és a légzési lánc enzimek alloszterikus szabályozása olyan kulcsfontosságú termékek koncentrációjának változásával is összefügg, mint a NADH, az ATP és egyes metabolitok. Tehát a NADH, amely felhalmozódik, ha nincs ideje oxidálódni a légzőláncban, gátolja a citrátciklus egyes alloszterikus enzimeit.

A glükóz katabolizmus szabályozása a vázizomzatban.

2.4 A glükóz szintézise a májban (glukoneogenezis)

Egyes szöveteknek, például az agynak, állandó glükózellátásra van szükségük. Ha a szénhidrát bevitel nem elegendő az étrendben, a vércukorszint a májban történő glikogén lebomlása miatt egy ideig a normál tartományon belül marad. A máj glikogénraktárai azonban alacsonyak. 6-10 órás koplalással jelentősen csökkennek, és szinte teljesen kimerültek a napi böjt után. Ebben az esetben a de novo glükóz szintézis a májban kezdődik - glükoneogenezis.

A glükoneogenezis a glükóz szintézisének folyamata nem szénhidrát anyagokból. Fő funkciója a vércukorszint fenntartása hosszan tartó koplalás és intenzív fizikai megterhelés esetén. A folyamat főleg a májban, kevésbé intenzíven a vesék kérgi anyagában, valamint a bélnyálkahártyában megy végbe. Ezek a szövetek napi 80-100 g glükóz szintézisét képesek biztosítani. A böjtölés alatt az agy fedezi a szervezet glükózszükségletének nagy részét. Ennek az az oka, hogy az agysejtek – más szövetekkel ellentétben – a zsírsavak oxidációja miatt nem képesek energiaszükségletet biztosítani. Az agyon kívül glükózra van szükségük azoknak a szöveteknek és sejteknek, amelyekben a bomlás aerob útja lehetetlen vagy korlátozott, mint például a vörösvértesteknek (hiányoznak bennük a mitokondriumok), a retina sejtjeinek, a mellékvese velőjének stb.

A glükoneogenezis elsődleges szubsztrátjai a laktát, az aminosavak és a glicerin. Ezeknek a szubsztrátoknak a glükoneogenezisbe való bevonása a szervezet élettani állapotától függ.

A laktát az anaerob glikolízis terméke. A test minden körülményében a vörösvértestekben és a dolgozó izmokban képződik. Így a laktátot folyamatosan használják a glükoneogenezisben.

A glicerin a zsírszövetben lévő zsírok hidrolízise során szabadul fel koplalás vagy hosszan tartó fizikai erőfeszítés során.

Az aminosavak az izomfehérjék lebomlása következtében képződnek, és hosszan tartó koplalás vagy hosszan tartó izommunka során vesznek részt a glükoneogenezisben.

2.5 Glükóz szintézise laktátból

Az anaerob glikolízis során keletkező laktát nem metabolikus végtermék. A laktát használata a májban piruváttá alakulásával jár. A laktát, mint piruvátforrás, nem csak a koplalás során, hanem a szervezet normál működése során is fontos. Piruváttá alakítása és az utóbbi további felhasználása a laktát hasznosításának egyik módja. Az intenzíven dolgozó izmokban vagy túlnyomórészt anaerob glükózkatabolizmusú sejtekben képződő laktát a véráramba, majd a májba kerül. A májban a NADH/NAD+ arány alacsonyabb, mint az összehúzódó izomban, ezért a laktát-dehidrogenáz reakció az ellenkező irányba megy végbe, pl. a piruvát laktátból történő képződése felé. Ezenkívül a piruvát részt vesz a glükoneogenezisben, és a kapott glükóz belép a véráramba, és felszívódik a vázizmokban. Ezt az eseménysorozatot "glükóz-laktát ciklusnak" vagy "Cori ciklusnak" nevezik. A Corey-ciklus 2 fontos funkciót lát el: 1 - biztosítja a laktát hasznosítását; 2 - megakadályozza a laktát felhalmozódását, és ennek következtében a pH veszélyes csökkenését (tejsavas acidózis). A laktátból képződő piruvát egy részét a máj CO 2 -vé és H 2 O-vá oxidálja. Az oxidáció energiája felhasználható ATP szintézisére, amely a glükoneogenezis reakcióihoz szükséges.

Corey ciklus (glükóz-laktát ciklus). 1 - layugat átvétele az összehúzódó izomból véráramlással a májba; 2 - glükóz szintézise laktátból a májban; 3 - a glükóz áramlása a májból a véráramlással a működő izomba; 4 - a glükóz energiaszubsztrátként történő felhasználása az összehúzódó izomzat által és a laktát képződése.

Tejsavas acidózis. Az "acidózis" kifejezés a test környezete savasságának növekedését jelenti (a pH csökkenése) olyan értékekre, amelyek kívül esnek a normál tartományon. Az acidózis vagy növeli a protontermelést, vagy csökkenti a protonkiválasztást (egyes esetekben mindkettőt). A metabolikus acidózis a közbenső anyagcseretermékek (savas természetű) koncentrációjának növekedésével fordul elő a szintézis növekedése vagy a bomlás vagy a kiválasztódás sebességének csökkenése miatt. Ha a szervezet sav-bázis állapota megzavarodik, a pufferkompenzációs rendszerek gyorsan (10-15 perc elteltével) aktiválódnak. A tüdőkompenzáció biztosítja a HCO 3 -/H 2 CO 3 arány stabilizálását, amely normál esetben 1:20-nak felel meg, és acidózissal csökken. A pulmonalis kompenzáció a lélegeztetés térfogatának növelésével, következésképpen a CO 2 szervezetből történő eltávolításának felgyorsításával érhető el. Az acidózis kompenzálásában azonban a fő szerepet a vese mechanizmusai játsszák az ammóniapuffer részvételével. A metabolikus acidózis egyik oka a tejsav felhalmozódása lehet. Normális esetben a májban lévő laktát glükoneogenezis útján visszaalakul glükózzá vagy oxidálódik. A májon kívül további laktátfogyasztók a vesék és a szívizom, ahol a laktát CO 2 -vé és H 2 O -vá oxidálható, és energiaforrásként hasznosítható, különösen fizikai munkavégzés során. A vér laktátszintje a képződési és hasznosítási folyamatok egyensúlyának eredménye. A rövid távú kompenzált tejsavas acidózis meglehetősen gyakran előfordul még egészséges, intenzív izommunkát végző embereknél is. Edzetlen embereknél a fizikai munka során fellépő tejsavas acidózis az izmok relatív oxigénhiánya miatt következik be, és meglehetősen gyorsan fejlődik ki. A kompenzáció hiperventilációval történik.

Kompenzálatlan tejsavas acidózis esetén a vér laktáttartalma 5 mmol / l-re emelkedik (általában 2 mmol / l-ig). Ebben az esetben a vér pH-ja 7,25 vagy kevesebb is lehet (általában 7,36-7,44). A vér laktátszintjének emelkedése a piruvát-anyagcsere zavarának tudható be.

A piruvát anyagcsere zavarai tejsavas acidózisban. 1 - a piruvát glükoneogenezisben való használatának megsértése; 2 - a piruvát oxidációjának megsértése. glükóz biológiai katabolizmus glükoneogenezis

Így a szövetek oxigén- vagy vérellátásának zavarából eredő hipoxia során a piruvát-dehidrogenáz komplex aktivitása és a piruvát oxidatív dekarboxilációja csökken. Ilyen körülmények között a piruvát-laktát reakció egyensúlya a laktát képződése felé tolódik el. Ezenkívül a hipoxia során az ATP szintézis csökken, ami következésképpen a glükoneogenezis sebességének csökkenéséhez vezet, amely a laktát hasznosulás másik útja. A laktátkoncentráció növekedése és az intracelluláris pH csökkenése hátrányosan befolyásolja az összes enzim aktivitását, beleértve a piruvát-karboxilázt is, amely katalizálja a glükoneogenezis kezdeti reakcióját.

A tejsavas acidózis előfordulását a glükoneogenezis megsértése is elősegíti különböző eredetű májelégtelenségben. Ezenkívül a B 1 hipovitaminózist tejsavas acidózis is kísérheti, mivel ennek a vitaminnak a származéka (tiamin-difoszfát) koenzim funkciót lát el a PDC-ben a piruvát oxidatív dekarboxilezése során. Tiaminhiány léphet fel például a megzavart étrenddel rendelkező alkoholistáknál.

Tehát a tejsav felhalmozódásának és a tejsavas acidózis kialakulásának okai lehetnek:

az anaerob glikolízis aktiválása a különböző eredetű szöveti hipoxia következtében;

májkárosodás (toxikus dystrophia, cirrhosis stb.);

a laktát használatának megsértése a glükoneogenezis enzimek örökletes hibái miatt, a glükóz-6-foszfatáz elégtelensége;

az MPC megsértése enzimhibák vagy hipovitaminózis miatt;

számos gyógyszer, például biguanidok (diabetes mellitus kezelésében használt glükoneogenezis-blokkolók) alkalmazása.

2.6 Glükóz szintézise aminosavakból

Az éhezés körülményei között az izomszövetben lévő fehérjék egy része aminosavakra bomlik, amelyek aztán részt vesznek a katabolizmus folyamatában. Azok az aminosavak, amelyek piruvát- vagy citrátciklus metabolitokká katabolizálódnak, a glükóz és glikogén potenciális prekurzorainak tekinthetők, és glikogénnek nevezik. Például az aszparaginsavból képződő oxálacetát mind a citrátciklus, mind a glükoneogenezis közbenső terméke.

A májba belépő összes aminosav körülbelül 30%-át az alanin teszi ki. Ez annak köszönhető, hogy az izomfehérjék lebontása során aminosavak képződnek, amelyek közül sok azonnal piruváttá vagy először oxálacetáttá, majd piruváttá alakul. Ez utóbbi alaninná alakul, aminocsoportot szerezve más aminosavakból. Az alanint az izmokból a vér a májba szállítja, ahol ismét piruváttá alakul, amely részben oxidálódik, és részben a glükóz neogenezisében vesz részt. Ezért van a következő eseménysor (glükóz-alanin ciklus): izomglükóz > izompiruvát > izomalanin > máj alanin > máj glükóz > izomglükóz. A teljes ciklus nem vezet a glükóz mennyiségének növekedéséhez az izmokban, de megoldja az amin-nitrogén izomzatból a májba szállításának problémáit, és megakadályozza a tejsavas acidózist.

Glükóz-alanin ciklus

2.7 Glükóz szintézise glicerinből

A glicerin csak olyan szövetekben használható, amelyek tartalmazzák a glicerin-kináz enzimet, például a májban, a vesében. Ez az ATP-függő enzim katalizálja a glicerin β-glicerofoszfáttá (glicerin-3-foszfát) való átalakulását. Ha a glicerin-3-foszfátot a glükoneogenezisbe bevonják, a NAD-függő dehidrogenáz dehidrogénezi, és dihidroxi-aceton-foszfáttá alakul, majd átalakul. glükózba.

A glicerin átalakulása dihidroxi-aceton-foszfáttá

Így elmondhatjuk, hogy a glükóz biológiai szerepe a szervezetben igen nagy. A glükóz szervezetünk egyik fő energiaforrása. Könnyen emészthető értékes tápanyagforrás, amely növeli a szervezet energiatartalékait és javítja annak funkcióit. A fő érték a szervezetben, hogy az anyagcsere-folyamatok legsokoldalúbb energiaforrása.

Az emberi szervezetben a hipertóniás glükózoldat alkalmazása elősegíti az értágulatot, a szívizom fokozott kontraktilis aktivitását és a vizelet mennyiségének növekedését. Általános tonikként a glükózt olyan krónikus betegségekben használják, amelyeket fizikai kimerültség kísér. A glükóz méregtelenítő tulajdonságai annak köszönhetők, hogy képes aktiválni a máj funkcióit a mérgek semlegesítésére, valamint a keringő folyadék térfogatának növekedése és a fokozott vizeletürítés következtében csökken a méreganyagok koncentrációja a vérben. Ezenkívül az állatokban glikogén formájában rakódik le, a növényekben - keményítő, glükóz polimer formájában - a cellulóz minden magasabb rendű növény sejtmembránjának fő alkotóeleme. Az állatokban a glükóz segít túlélni a fagyokat.

Röviden: a glükóz az egyik létfontosságú anyag az élő szervezetek életében.

Felhasznált irodalom jegyzéke

1. Biokémia: tankönyv egyetemek számára / szerk. E.S. Severina - 5. kiadás, - 2014. - 301-350 st.

2. T.T. Berezov, B.F. Korovkin biológiai kémia.

3. Klinikai endokrinológia. Útmutató / N. T. Starkova. - 3. kiadás, átdolgozva és bővítve. - Szentpétervár: Péter, 2002. - S. 209-213. - 576 p.

Az Allbest.ru oldalon található

...

Hasonló dokumentumok

    A szénhidrátok osztályozása, megoszlása, fontosságuk az emberi életben. A refraktometria használata glükózanalízisben. A glükóz mint aldehid-alkohol elemzése, lúgok, oxidálószerek és savak hatása a készítményekre. A glükóz oldatok stabilizálása.

    szakdolgozat, hozzáadva 2010.02.13

    A glükóz eloszlásának jellemzői a vérben. A vércukorszint meghatározására szolgáló fő modern módszerek lényegének rövid leírása. A vércukorszint mérési folyamatának javítására szolgáló technikák. A glikémia értékelése a diabetes mellitus diagnózisában.

    cikk, hozzáadva: 2011.08.03

    A glükóz fizikai tulajdonságai. Szénhidrátban gazdag alapvető élelmiszerek. A szénhidrátok, zsírok és fehérjék megfelelő aránya, mint az egészséges táplálkozás alapja. A vércukorszint fenntartása, az immunrendszer működése. Az inzulin szintjének emelkedése a vérben.

    bemutató, hozzáadva 2014.02.15

    Az agy oxigén- és glükózfogyasztása. A glükóz aerob oxidációja az agyban és szabályozási mechanizmusai. A trikarbonsav ciklus és a sebességét szabályozó mechanizmusok az agyban. Az idegszövet meghatározott funkcióinak energiaellátása.

    szakdolgozat, hozzáadva 2009.08.26

    Az inzulin molekula szerkezetének figyelembevétele, aminosav kötések. A vérben lévő fehérjehormon szintézisének jellemzőinek tanulmányozása, az átalakulási séma leírása. Az inzulin szekréció szabályozása a szervezetben. Ennek a hormonnak a hatása a vércukorszint csökkentése.

    bemutató, hozzáadva 2016.02.12

    Vércukorszint meghatározása az ECO TWENTY glükózanalizátoron. Kreatinin, karbamid, bilirubin meghatározása a vérben ROKI biokémiai analizátoron. A vér biokémiai paramétereinek változásának vizsgálata a terhesség alatt. A kapott adatok értékelése.

    gyakorlati jelentés, hozzáadva: 2011.10.02

    A vesék felépítése, működése, a vizeletképződés elmélete. A nefron szerkezetének jellemzői. A vizelet fizikai tulajdonságai, klinikai és diagnosztikai jelentősége. A proteinuria típusai, a vizeletben lévő fehérje minőségi és mennyiségi meghatározásának módszerei. A glükóz meghatározása a vizeletben.

    csalólap, hozzáadva: 2010.06.24

    A diabetes mellitus epidemiológiája, a glükóz anyagcsere az emberi szervezetben. Etiológia és patogenezis, hasnyálmirigy- és extrapancreas-elégtelenség, szövődmények patogenezise. A diabetes mellitus klinikai tünetei, diagnózisa, szövődményei és kezelése.

    bemutató, hozzáadva: 2010.06.03

    Radionuklid tomográfiás módszer vizsgálata emberek és állatok belső szerveinek vizsgálatára. A radioizotópokkal jelölt hatóanyagok testben való eloszlásának elemzése. A szívben, a tüdőben és az agyban zajló glükóz metabolizmus értékelésére szolgáló módszerek leírása.

    absztrakt, hozzáadva: 2011.06.15

    A diabéteszes (ketoacidotikus) kóma okai - olyan állapot, amely a cukorbetegségben szenvedő betegek szervezetének inzulinhiánya miatt alakul ki. Dekompenzációjának kezdeti megnyilvánulásai. Glükóz homeosztázis emberben. A hipoglikémia etiológiája és megnyilvánulásai.

A glükóz (vagy dextróz) a legfontosabb egyszerű cukor, amely minden fontos poliszacharid (glikogén, cellulóz, dextrin, keményítő stb.) része, és részt vesz a szervezet anyagcsere-folyamataiban. Ez az anyag a szacharidok (szénhidrátok) osztályába tartozó monoszacharidok alosztályába tartozik, és színtelen, édes ízű kristályok, amelyek különböző folyadékokban könnyen oldódnak: vízben, réz-hidroxid ammóniaoldatában, cink-klorid és kénsav koncentrált oldataiban.

A glükóz megtalálható a bogyókban és gyümölcslevekben, zöldségekben, a növények különböző részeiben és az élő szervezetek szöveteiben. A szőlő magas tartalma miatt (7,8% glükózt tartalmaz) néha szőlőcukornak is nevezik.

Az állatok és az emberek szervezetében a glükóz a legfontosabb energiaforrás szerepét tölti be, és biztosítja az anyagcsere folyamatok normális lefolyását. Kivétel nélkül minden élő szervezet sejtje képes asszimilálni, míg csak néhány típusuk rendelkezik azzal a képességgel, hogy szabad zsírsavakat, fruktózt, tejsavat vagy glicerint használjon fel energiaforrásként.

A glükóz a legnagyobb mennyiségben előforduló szénhidrát az állatokban. Összekötő szál a szénhidrátok energetikai és képlékeny funkciói között, hiszen a glükózból képződik az összes többi monoszacharid, amely azzá alakul. A májban a tejsav, a legtöbb szabad zsírsav, a glicerin, az aminosavak, a glükuronsav és a glikoproteinek képesek glükózzá alakulni. Ezt a folyamatot glükoneogenezisnek nevezik. Az átalakítás másik módja a glikogenolízis. Több metabolikus láncon keresztül halad, és lényege abban rejlik, hogy azokat az energiaforrásokat, amelyeknek nincs közvetlen biokémiai átalakulási útja glükózzá, a máj felhasználja az adenozin-trifoszfát (ATP) szintézisére, majd részt vesz a folyamatokban. a glükoneogenezis (a glükóz képződésének folyamata a szervezet májsejtjeiben és kis mértékben a vesék kérgi anyagában), a glükóz tejsavból történő újraszintézisének energiaellátása, valamint a glikogén szintézisének energiaellátása glükóz monomerekből.

Az élő szervezetek vérében található oldható, kis molekulatömegű szénhidrátok több mint 90%-a glükóz. A maradék néhány százalék fruktóz, maltóz, mannóz, pentóz, fehérjéhez kötött poliszacharidok, illetve bármilyen kóros folyamat kialakulása esetén galaktóz is.

A szervezet legintenzívebb glükózfogyasztása a központi idegrendszer szöveteiben, a vörösvértestekben, valamint a vese velőjében történik.

A szervezetben a glükóz tárolásának fő formája a glikogén, a maradékaiból képződő poliszacharid. A glikogén mobilizációja a szervezetben akkor kezdődik, amikor a sejtekben és ennek következtében a vérben lévő szabad glükóz mennyisége csökken. A glikogénszintézis a szervezet szinte minden szövetében előfordul, legnagyobb mennyisége azonban a májban és a vázizmokban található. A glikogén felhalmozódási folyamata az izomszövetben a fizikai megerőltetés utáni felépülési időszakokban kezdődik, különösen a szénhidrátban gazdag étkezés után. A májban közvetlenül étkezés után vagy hiperglikémia során halmozódik fel.

Az az energia azonban, amely a glikogén "elégetése" következtében felszabadul egy átlagos fizikai fejlettségű emberben, annak meglehetősen körültekintő elköltésével, legfeljebb egy napra elegendő. Ezért a glikogén a szervezet egyfajta „vésztartaléka”, amelyet olyan vészhelyzetekre terveztek, amikor valamilyen okból leáll a glükóz áramlása a vérbe (beleértve a kényszerített éjszakai böjtöt és az étkezések közötti időközöket). Ilyenkor a szervezet glükózfogyasztásának legnagyobb hányada az agyra esik.Általában a glükóz az egyetlen energiaszubsztrát, amely biztosítja létfontosságú tevékenységét. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy az agysejtek nem képesek önállóan szintetizálni.

A glikogén lebomlásának eredményeként kapott glükóz felhasználása a szervezetben körülbelül három órával étkezés után kezdődik, közvetlenül utána újra kezdődik a felhalmozódási folyamat. A glükózhiány viszonylag fájdalommentes az ember számára és komoly negatív következmények nélkül azokban az esetekben, amikor a nap folyamán mennyisége táplálkozás segítségével normalizálható.

A glükózszint fiziológiai szabályozása a szervezetben

A szervezet azon képessége, hogy fenntartsa a normális glükózkoncentrációt a vérben, az egyik legfejlettebb mechanizmus a belső környezet relatív állandóságának (homeosztázis) fenntartásához, amellyel fel van ruházva. Normál működését a következők biztosítják:

  • Máj;
  • Külön hormonok;
  • extrahepatikus szövetek.

A vércukorszint szabályozását 30-40 gén termékei végzik. Kölcsönhatásuknak köszönhetően a glükóz szükséges koncentrációja akkor is megmarad, ha a forrását képező termékek rendszertelenül és egyenlőtlenül kerülnek be az étrendbe.

Az étkezések közötti intervallumban a glükóz mennyisége 80-100 mg / 100 ml között van. Étkezés után (különösen nagy mennyiségű szénhidrátot tartalmazó) ez a szám 120-130 mg / 100 ml. A böjt időszakában a szervezet glükózszintje 60-70 mg / 100 ml-re csökken. A metabolikus bomlási folyamatok is hozzájárulhatnak annak csökkenéséhez, különösen stresszes helyzetekben, a fizikai aktivitás szintjének növekedésével, valamint a testhőmérséklet emelkedésével.

Csökkent glükóz tolerancia

A csökkent glükóztolerancia előfeltétele bizonyos betegségek (például II-es típusú diabetes mellitus) vagy a szív- és érrendszer és az anyagcsere folyamatok komplex működési zavara (ún. metabolikus szindróma) kialakulásának. A szénhidrát-anyagcsere zavarai és a metabolikus szindróma kialakulása esetén komplikációk léphetnek fel, amelyek egy személy korai halálához vezethetnek. Ezek közül a leggyakoribb a magas vérnyomás és a szívinfarktus.

A glükóz tolerancia általában zavart szenved a szervezetben zajló egyéb kóros folyamatok hátterében. Ez nagymértékben hozzájárul a következőkhöz:

  • megnövekedett vérnyomás;
  • emelkedett koleszterinszint;
  • emelkedett trigliceridszint;
  • az alacsony sűrűségű lipoproteinek megnövekedett szintje;
  • csökkenti a nagy sűrűségű lipoprotein koleszterin szintjét.

A rendellenességek növekedésének valószínűségének csökkentése érdekében a betegeknek számos intézkedést kell követniük, beleértve a testtömeg-szabályozást (különösen szükség esetén annak csökkentését), az egészséges élelmiszerek étrendbe való beiktatását, a fokozott fizikai aktivitást és egészséges életmód.

A glükóz egy természetes monoszacharid, más néven szőlőcukor.. Egyes bogyós növényekben és gyümölcsökben található. Az anyag nagy része a szőlőlében található, innen ered a neve is. Miért hasznos a glükóz az ember számára, mi a jelentősége az egészségre?

Jelentősége a szervezet számára

A glükóz színtelen, édes ízű anyag, amely vízben oldódik. A gyomorba behatolva fruktózzá bomlik. Az emberi szervezetben lévő glükóz szükséges a fotokémiai reakciókhoz.: energiát szállít a sejtekhez és részt vesz az anyagcsere folyamatában.

A kristályos anyag hasznos tulajdonságai:

  • hozzájárul a sejtes struktúrák zavartalan működéséhez;
  • A sejtekbe jutva a monoszacharid energiával dúsítja azokat, serkenti az intracelluláris kölcsönhatásokat, ami oxidációs folyamatokat és biokémiai reakciókat eredményez.

Az elem képes önmagát szintetizálni a szervezetben. Egy egyszerű szénhidrát alapján gyógyászati ​​termékeket állítanak elő annak hiányának pótlására a szervezetben.

Kiadási űrlap

A szőlőcukrot különböző formákban állítják elő:

  • Tabletta formájában. A glükóz tabletták hasznosak az általános közérzet javítására, a fizikai és szellemi képességek növelésére.
  • Cseppentő-beállításra alkalmas oldat formájában. A víz-só és sav-bázis egyensúly normalizálására szolgál.
  • Intravénás injekcióhoz való oldatban. Az ozmotikus nyomás növelésére, vízhajtóként és értágítóként használják.

A szőlőcukorral kapcsolatos vélemények ellentmondásosak. Egyesek azzal érvelnek, hogy az anyag elhízást vált ki, mások energiaforrásnak tartják, amely nélkül egy egészséges ember egy napot sem tud meglenni. Milyen előnyökkel és ártalmakkal jár a glükóz a szervezet számára?

Haszon

Az emberi keringési rendszerben az anyagnak mindig jelen kell lennie. Egy egyszerű szénhidrát a táplálékkal együtt behatol a belső szervekbe.

Az emésztőrendszerben feloldódva az élelmiszer zsírokra, fehérjevegyületekre és szénhidrátokra bomlik. Ez utóbbiak pedig glükózra és fruktózra bomlanak, amelyek a véráramba behatolva a sejteken és a belső szerveken keresztül terjednek.

Olvasóink történetei

Vlagyimir
61 éves

Az edényeket minden évben folyamatosan tisztítom. 30 éves koromban kezdtem el ezt csinálni, mert pokoli nyomás volt. Az orvosok csak vállat vontak. Saját egészségemre kellett vigyáznom. Sokféle módszert kipróbáltam, de nekem ez vált be a legjobban...
Bővebben >>>

A termék pozitív tulajdonságokkal rendelkezik:

  • részt vesz az anyagcsere folyamatokban. Hiánya miatt az emberek rosszullétet, erőnlétet és álmosságot éreznek;
  • a fő energiaforrás. Kis mennyiségű glükóz tartalmú étel fogyasztásával helyreállíthatja az erőt;
  • normalizálja a szív munkáját;
  • orvosi célokra használják számos betegség kezelésében: hipoglikémia, mérgezés, agyi patológiák, májbetegségek, fertőző betegségek;
  • táplálja az agyat. Ez a monoszacharid az agy fő tápláléka. Hiányával a szellemi képességek romlása, koncentrációs nehézségek léphetnek fel;
  • csillapítja az éhségérzetet;
  • oldja a stresszt.

A szénhidrát képes korrigálni a pszicho-érzelmi állapotot, javítja a hangulatot és megnyugtatja az idegrendszert.

Sérelem

A glükóz károsíthatja a szervezetet. Az anyagcserezavarban szenvedő betegek, valamint az idősek nem élhetnek vissza nagy mennyiségű szénhidrátot tartalmazó élelmiszerekkel. Az anyag feleslege negatív következményekkel járhat:

  • a testzsír előfordulása, az elhízás;
  • az anyagcsere-folyamat zavara;
  • a hasnyálmirigy megzavarása, ami viszont negatívan befolyásolja az inzulin szintézisét;
  • a koleszterinszint növekedése a vérben, érelmeszesedés;
  • vérrögök képződése;
  • allergiás reakciók előfordulása.

Norma és az eltérés következményei

A glükóz szükséges mértéke a szervezetben 3,4-6,2 mmol / l. Az elfogadható határértékektől való bármilyen eltérés súlyos rendellenességeket okozhat.

Az inzulin, a hasnyálmirigy által termelt hormon hiánya esetén az anyag nem szívódik fel a szervezetben, nem hatol be a sejtekbe, és a keringési rendszerben koncentrálódik. Ez a sejtszerkezetek éhezéséhez és halálához vezet. Ez az állapot súlyos patológia, és az orvostudományban diabetes mellitusnak nevezik.

Kiegyensúlyozatlan táplálkozással, hosszan tartó diétákkal, valamint bizonyos betegségek hatására az ember vércukorszintje csökkenhet. Ez a mentális képességek romlásával, anémiával, valamint a hipoglikémia kialakulásával fenyeget. A cukorhiány negatívan befolyásolja az agy működését, és az egész szervezet működését is.

A monoszacharid feleslege tele van diabetes mellitus kialakulásával, az idegrendszer károsodásával, a látásszervekkel.

A véráramba behatoló felesleges anyagok hátrányosan befolyásolják az edényeket, ami a létfontosságú szervek funkcióinak romlását vonja maga után. Ezt követően ez érelmeszesedés, szívelégtelenség, vakság és vesepatológia megjelenéséhez vezethet.

Ezért Glükóz tartalmú ételeket kell fogyasztani, betartva a megengedett normát..

A glükóz napi normáját a beteg súlya alapján számítják ki: egy 70 kg súlyú személynek 182 g anyagra van szüksége. A cukorszükséglet kiszámításához meg kell szoroznia a testsúlyt 2,6-tal.

Ki van beosztva

Bizonyos esetekben további glükóz bevitelre van szükség. Leggyakrabban a szakértők tablettákban írnak fel gyógyszert a rossz táplálkozásra. Ezenkívül használják:

  • terhesség alatt, elégtelen magzati súllyal;
  • kábítószerekkel és vegyi anyagokkal való mérgezés során;
  • hipertóniás válsággal, erős vérnyomáseséssel, valamint egyes szervek vérellátásának romlásával;
  • a test helyreállítása mérgezés és hasmenésből és hányásból eredő kiszáradás után;
  • a műtétek utáni helyreállítási időszakban;
  • a vércukorszint csökkenésével, hipoglikémiával, cukorbetegséggel;
  • májpatológiákkal, bélfertőzéssel, fokozott vérzéssel;
  • hosszan tartó fertőző betegségek után.

Az aszkorbinsav glükózzal különösen hasznos a növekvő szervezet számára. A termék hiánya a gyermekek aktív növekedése során vázizom disztrófiához és fogszuvasodáshoz vezethet.

Kívül, a tabletták használata segít pótolni a dohányosok elveszett C-vitaminját amelyek a dohányzás során elveszítik.

Túladagolás

A megengedett norma 4-szeres túllépése nagyon kellemetlen következményekkel járhat az ember életében. A cukorral és más cukortartalmú termékekkel való visszaélés esetén puffadás, hányás és hasmenés léphet fel.

A cukorbetegek számára rendkívül veszélyes a glükóz túladagolása, amely különféle szövődményeket okozhat. Egy elem feleslegét a tünetek alapján gyaníthatja:

  • gyakori vizelési szükséglet;
  • szívelégtelenség;
  • látás károsodás;
  • tudatzavar;
  • száraz száj;
  • intenzív szomjúság;
  • letargia, erővesztés;
  • a bőr viszketése.

Ezek a jelek általában az adag túllépésének egyedi eseteiben jelentkeznek.

Cukorbetegeknél nő a betegség lefolyásának szövődményeinek valószínűsége. A cukorbetegek leggyakrabban nehezen gyógyuló sebek, törékeny csontok, trombózis, izomfájdalom és magas koleszterinszint miatt aggódnak.

Így a vér glükóztartalmának egy bizonyos szinten kell lennie. A normától való bármilyen eltérés az endokrin rendszer megzavarását és az anyagcserezavarokat okozza, amelyek viszont negatívan befolyásolják az általános állapotot.

A molekula szerkezete.

A glükóz összetételének tanulmányozásakor azt találták, hogy a legegyszerűbb képlete a CH 2 O, és a moláris tömege 180 g / mol. Ebből arra következtethetünk, hogy a glükóz molekulaképlete C 6 H 12 O 6.

A glükózmolekula szerkezeti képletének meghatározásához ismerni kell annak kémiai tulajdonságait. Kísérletileg bebizonyosodott, hogy egy mól glükóz 5 mól ecetsavval reagál, és észter keletkezik. Ez azt jelenti, hogy a glükózmolekulában öt hidroxilcsoport van. Mivel a glükóz ezüst-oxid ammóniaoldatával "ezüsttükör" reakciót vált ki, molekulájának is tartalmaznia kell egy aldehidcsoportot.

Empirikusan azt is bebizonyították, hogy a glükóznak el nem ágazó szénlánca van.

Ezen adatok alapján a glükózmolekula szerkezete a következőképpen fejezhető ki:

A glükóz biológiai jelentősége, alkalmazása.

A glükóz az élelmiszerek szükséges összetevője, a szervezet anyagcseréjének egyik fő résztvevője, nagyon tápláló és könnyen felszívódik. Ha oxidálódik, a szervezetben felhasznált energia több mint egyharmada felszabadul – az erőforrás a zsírok, de a zsírok és a glükóz szerepe a különböző szervek energiájában eltérő. A szív zsírsavakat használ üzemanyagként. A vázizmoknak glükózra van szükségük a „beinduláshoz”, de az idegsejtek, beleértve az agysejteket is, csak a glükózon dolgoznak. Igényük a megtermelt energia 20-30%-a. Az idegsejteknek minden másodpercben energiára van szükségük, a szervezet pedig étkezéskor kap glükózt. A glükóz könnyen felszívódik a szervezetben, ezért a gyógyászatban erősítő szerként használják. Specifikus oligoszacharidok határozzák meg a vércsoportot. Az édesipari üzletágban lekvár, karamell, mézeskalács stb. A glükóz fermentációs folyamatainak nagy jelentősége van. Így például a káposzta, az uborka, a tej savanyításakor a glükóz tejsavas erjedés történik, valamint a takarmány silózásakor. A glükóz alkoholos erjesztését a gyakorlatban is alkalmazzák, például a sörgyártás során. A cellulóz a selyem-, vatta- és papírgyártás kiindulási anyaga.
A szénhidrátok valóban a leggyakoribb szerves anyagok a Földön, amelyek nélkül az élő szervezetek léte lehetetlen.
Élő szervezetben az anyagcsere folyamatában a glükóz nagy mennyiségű energia felszabadulásával oxidálódik:

Alkalmazás.


Szőlőcukor szénhidrátokra utal, és az egyik termék anyagcsere emberi és állati szervezetek. Az anyagcserében a glükóz főként energetikai jelentőséggel bír. 1 g glükóz teljes lebontásával 17,15 kJ (4,1 kcal) hő szabadul fel. Az egyidejűleg felszabaduló energia biztosítja a szervezet sejtjeinek aktivitását. A glükóz energiaértéke különösen magas az olyan intenzíven működő szervek számára, mint a központi idegrendszer, a szív és az izmok. Emiatt a glükózt széles körben használják tonik számos krónikus betegségben, amelyet fizikai kimerültség kísér.



A glükóz növeli a máj azon képességét, hogy semlegesítse a különféle mérgeket, ami nagyrészt megmagyarázza a glükóz antitoxikus tulajdonságait. Ezenkívül mérgezés esetén a nagy mennyiségű glükózoldatok használata a mérgek koncentrációjának csökkenésével jár a vérben az edényekben keringő folyadék tömegének növekedése és a fokozott vizelés miatt.

1.Poliszacharidok (glikánok) polimer szénhidrátok molekulái, amelyeket hosszú lánc köt össze, glikozidkötés köt össze, és hidrolízis hatására a monoszacharidok vagy oligoszacharidok szerves részévé válnak.

2. A keményítő fizikai tulajdonságai Fehér por, hideg vízben nem oldódik, forró vízben megduzzad, pasztát képezve.

.A természetben lenni

A keményítő - a növényi sejtekben a tartalék energia fő forrása - a növényekben fotoszintézis során képződik, és gumókban, gyökerekben, magvakban halmozódik fel: 6CO 2 + 6H 2 O fény, klorofill→ C 6 H 12 O 6 + 6O 2

nC 6 H 12 O 6 → (C 6 H 10 O 5) n + nH 2 O

glükóz keményítő

Burgonyagumókban, búzaszemekben, rizsben, kukoricában található Glikogén (állati keményítő) az állatok májában és izomzatában képződik.

.biológiai szerepe.

A keményítő a fotoszintézis egyik terméke, a növények fő tápanyag-tartalékanyaga. A keményítő az emberi táplálék fő szénhidrátja.



3. 1) Enzimek hatására vagy savakkal hevítve (hidrogénionok katalizátorként) a keményítő, mint minden összetett szénhidrát, hidrolízisen megy keresztül. Ebben az esetben először oldható keményítő képződik, majd kevésbé összetett anyagok - dextrinek. A hidrolízis végterméke a glükóz. A teljes reakcióegyenlet a következőképpen fejezhető ki:


A makromolekulák fokozatos hasadása zajlik. A keményítő hidrolízise fontos kémiai tulajdonsága.
-szőlőcukor. A keményítőképződés folyamata a következőképpen fejezhető ki (polikondenzációs reakció): a2) A keményítő nem „ezüsttükör” reakciót ad, de hidrolízistermékei igen. A keményítő makromolekulák számos ciklikus molekulából állnak


3) Jellemző reakció a keményítő kölcsönhatása jódoldatokkal. Ha a lehűtött keményítőpasztához jódoldatot adunk, kék szín jelenik meg. Amikor a pasztát felmelegítjük, eltűnik, lehűtve pedig újra megjelenik. Ezt a tulajdonságot az élelmiszerekben lévő keményítő meghatározására használják. Így például, ha egy csepp jódot csepegtetünk egy burgonyaszeletre vagy egy szelet fehér kenyérre, akkor kék szín jelenik meg.

4.cellulóz szerkezet

A cellulóz a növényekben széles körben elterjedt anyag

a világ. Része mind az egynyári, mind az évelő növényeknek, különösen a fafajták összetételében.

A cellulóz szerkezetének modern elmélete a következő alapvető kérdésekre ad választ:

A cellulóz makromolekulák szerkezete: az elemi láncszem és a makromolekula egészének kémiai szerkezete; a makromolekula és egységeinek konformációja.

A cellulóz molekulatömege és polidiszperzitása.

A cellulóz szerkezete: a cellulóz egyensúlyi fázisú állapota (amorf vagy kristályos); a makromolekulák közötti kötések típusai; szupramolekuláris szerkezet; a cellulóz szerkezeti heterogenitása; a cellulóz szerkezeti módosításai.

2) A cellulóz makromolekula szerkezete a képlettel ábrázolható


5.cellulóz hidrolízis

С6Н10О5) n + nH2O=nC6H12O6 béta-glükóz

Acetát rostok- a mesterséges szálak egyik fő típusa; cellulóz-acetátból nyerik. A nyersanyag típusától függően megkülönböztetünk triacetát szálat (triacetil-cellulózból) és acetátszálakat.

viszkóz- (késői lat. viszkózus- hideg) rendkívül viszkózus, koncentrált cellulóz-xantát oldat híg NaOH-oldatban.

7. A cellulóz a növények falának fő része. (ábra "Cellulóztartalmú természetes anyagok" - 7. dia, 21. lecke). A viszonylag tiszta cellulóz pamut-, juta- és kenderszál. A fa 40-50% cellulózt tartalmaz, a szalma - 30%. A növényi cellulóz tápanyagként szolgál a növényevők számára, amelyek szervezetükben rostbontó enzimek találhatók.
Cellulózból (sok műszálat, polimer fóliát, műanyagot, füstmentes port, lakkokat készítenek. Nagy mennyiségű cellulózt használnak fel papírgyártáshoz. A glükózt cellulóz cukrosításával nyerik; etil-alkoholt készítenek belőle. Ethanol, p.



szakaszok