doma
Cevovod
Biološki pomen glukoze, njena uporaba. Kaj je glukoza? Pridobivanje glukoze in njene lastnosti

Biološki pomen glukoze, njena uporaba. Kaj je glukoza? Pridobivanje glukoze in njene lastnosti

Ime "ogljikovi hidrati" se je ohranilo od časa, ko struktura teh spojin še ni bila znana, vendar je bila ugotovljena njihova sestava, ki ustreza formuli Cn (H 2 O) m. Zato so ogljikove hidrate imenovali ogljikovi hidrati, t.j. na spojine ogljika in vode - "ogljikovi hidrati". Dandanes je večina ogljikovih hidratov izražena s formulo C n H 2n O n.
1. Ogljikovi hidrati se uporabljajo že od antičnih časov - prvi ogljikov hidrat (natančneje mešanica ogljikovih hidratov), ​​ki ga je človek srečal, je bil med.
2. Rojstni kraj sladkornega trsa je severozahodna Indija-Bengal. Evropejci so se s trsnim sladkorjem seznanili po pohodih Aleksandra Velikega leta 327 pr.
3. Čisti sladkor iz pese je šele leta 1747 odkril nemški kemik A. Marggraf.
4. Škrob so poznali že stari Grki.
5. Celuloza, kot sestavni del lesa, se uporablja že od antičnih časov.
6. Izraz besede »sladko« in končnico - ose- za sladke snovi je predlagal francoski kemik J. Dula leta 1838. Zgodovinsko gledano je bila sladkost glavna značilnost, po kateri so to ali ono snov pripisovali ogljikovim hidratom.
7. Leta 1811 je ruski kemik Kirchhoff prvi pridobil glukozo s hidrolizo škroba, prvič pa je švedski kemik J. Berzemus leta 1837 predlagal pravilno empirično formulo za glukozo. C 6 H 12 O 6
8. Sintezo ogljikovih hidratov iz formaldehida v prisotnosti Ca(OH) 2 je izvedel A.M. Butlerov leta 1861
Glukoza je bifunkcionalna spojina, ker. vsebuje funkcionalne skupine - en aldehid in 5 hidroksil. Tako je glukoza polihidrični aldehidni alkohol.

Strukturna formula glukoze je:

Skrajšana formula je:

Molekula glukoze lahko obstaja v treh izomernih oblikah, od katerih sta dve ciklični in ena linearna.

Vse tri izomerne oblike so med seboj v dinamičnem ravnovesju:
ciklično [(alfa oblika) (37%)]<-->linearna (0,0026 %)<-->ciklično [(beta oblika) (63%)]
Ciklične alfa in beta oblike glukoze so prostorski izomeri, ki se razlikujejo po položaju hemiacetalnega hidroksila glede na ravnino obroča. V alfa-glukozi je ta hidroksil v trans položaju na hidroksimetilno skupino -CH 2 OH, v beta-glukozi - v cis položaju.

Kemične lastnosti glukoze:

Lastnosti zaradi prisotnosti aldehidne skupine:

1. Oksidacijske reakcije:
a) s Cu (OH) 2:
C 6 H 12 O 6 + Cu(OH) 2 ↓ ------> svetlo modra raztopina


2. Reakcija okrevanja:
z vodikom H2:

V tej reakciji lahko sodeluje le linearna oblika glukoze.

Lastnosti zaradi prisotnosti več hidroksilnih skupin (OH):


1. Reagira s karboksilnimi kislinami in tvori estre(pet hidroksilnih skupin glukoze reagira s kislinami):

2. Kako polihidrični alkohol reagira z bakrovim (II) hidroksidom, da nastane bakrov (II) alkohol:


Posebne lastnosti

Zelo pomembni so procesi fermentacije glukoze, ki potekajo pod delovanjem organskih encimskih katalizatorjev (proizvajajo jih mikroorganizmi).
a) alkoholno vrenje (pod delovanjem kvasa):


b) mlečno vrenje (pod delovanjem mlečnokislinskih bakterij):


d) fermentacija citronske kisline:

e) fermentacija aceton-butanol:

Pridobivanje glukoze

1. Sinteza glukoze iz formaldehida v prisotnosti kalcijevega hidroksida (Butlerovova reakcija):

2. Hidroliza škroba (Kirhoffova reakcija):

Biološki pomen glukoze, njena uporaba

glukoze- nujna sestavina hrane, eden glavnih udeležencev presnove v telesu, je zelo hranljiva in lahko prebavljiva. Ko se oksidira, se sprosti več kot tretjina porabljene energije v telesu – vira – maščob, vendar je vloga maščob in glukoze v energiji različnih organov različna. Srce uporablja maščobne kisline kot gorivo. Skeletne mišice potrebujejo glukozo za "zagon", vendar živčne celice, vključno z možganskimi celicami, delujejo samo na glukozo. Njihova potreba je 20-30% proizvedene energije. Živčne celice potrebujejo energijo vsako sekundo, telo pa prejme glukozo med jedjo. Glukozo telo zlahka absorbira, zato se v medicini uporablja kot krepilno zdravilo. Specifični oligosaharidi določajo krvno skupino. V slaščičarstvu za proizvodnjo marmelade, karamele, medenjakov itd. Zelo pomembni so procesi fermentacije glukoze. Tako na primer pri kisanju zelja, kumar, mleka pride do mlečnokislinske fermentacije glukoze, pa tudi pri siliranju krme. V praksi se alkoholno vrenje glukoze uporablja tudi na primer pri proizvodnji piva.
Ogljikovi hidrati so res najpogostejše organske snovi na Zemlji, brez katerih je obstoj živih organizmov nemogoč. V živem organizmu se v procesu presnove glukoza oksidira s sproščanjem velike količine energije:

Pošljite svoje dobro delo v bazo znanja je preprosto. Uporabite spodnji obrazec

Študentje, podiplomski študenti, mladi znanstveniki, ki uporabljajo bazo znanja pri študiju in delu, vam bodo zelo hvaležni.

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

Ministrstvo za izobraževanje in znanost Ruske federacije

Zvezni državni proračunski visokošolski izobraževalni zavod

Tambovska državna univerza poimenovana po G.R. Deržavin

na temo: Biološka vloga glukoze v telesu

Dokončano:

Shamsidinov Shokhiyorjon Fazliddin ugli

Tambov 2016

1. Glukoza

1.1 Lastnosti in funkcije

2.1 Katabolizem glukoze

2.4 Sinteza glukoze v jetrih

2.5 Sinteza glukoze iz laktata

Rabljena literatura

1. Glukoza

1.1 Lastnosti in funkcije

Glukomza (iz drugega grškega sladkoga glkhket) (C 6 H 12 O 6) ali grozdni sladkor ali dekstroza se nahaja v soku številnih sadja in jagodičja, vključno z grozdjem, od koder izvira ime te vrste sladkorja. Je monosaharid in šestatomski sladkor (heksoza). Glukozna vez je del polisaharidov (celuloza, škrob, glikogen) in številnih disaharidov (maltoze, laktoze in saharoze), ki se na primer v prebavnem traktu hitro razgradijo na glukozo in fruktozo.

Glukoza spada v skupino heksoz, lahko obstaja v obliki β-glukoze ali β-glukoze. Razlika med temi prostorskimi izomeri je v tem, da se pri prvem atomu ogljika v β-glukozi hidroksilna skupina nahaja pod ravnino obroča, v β-glukozi pa nad ravnino.

Glukoza je bifunkcionalna spojina, ker. vsebuje funkcionalne skupine - en aldehid in 5 hidroksil. Tako je glukoza polihidrični aldehidni alkohol.

Strukturna formula glukoze je:

Kratka formula

1.2 Kemijske lastnosti in struktura glukoze

Eksperimentalno je bilo ugotovljeno, da so v molekuli glukoze prisotne aldehidne in hidroksilne skupine. Zaradi interakcije karbonilne skupine z eno od hidroksilnih skupin lahko glukoza obstaja v dveh oblikah: odprta veriga in ciklična.

V raztopini glukoze so te oblike med seboj v ravnotežju.

Na primer, v vodni raztopini glukoze obstajajo naslednje strukture:

Ciklične b- in c-oblike glukoze so prostorski izomeri, ki se razlikujejo po položaju hemiacetalnega hidroksila glede na ravnino obroča. V β-glukozi je ta hidroksil v trans položaju na hidroksimetilno skupino -CH 2 OH, v β-glukozi - v cis položaju. Ob upoštevanju prostorske strukture šestčlenskega obroča imajo formule teh izomerov obliko:

V trdnem stanju ima glukoza ciklično strukturo. Navadna kristalna glukoza je oblika b. V raztopini je s-oblika bolj stabilna (v ravnotežju predstavlja več kot 60 % molekul). Delež aldehidne oblike v ravnotežju je nepomemben. To pojasnjuje pomanjkanje interakcije s fuksin žveplovo kislino (kvalitativno reakcijo aldehidov).

Za glukozo je poleg pojava tavtomerije značilna strukturna izomerija s ketoni (glukoza in fruktoza sta strukturna medrazredna izomera)

Kemične lastnosti glukoze:

Glukoza ima kemične lastnosti, značilne za alkohole in aldehide. Poleg tega ima tudi nekaj posebnih lastnosti.

1. Glukoza je polihidrični alkohol.

Glukoza s Cu (OH) 2 daje modro raztopino (bakrov glukonat)

2. Glukoza - aldehid.

a) Reagira z raztopino amoniaka srebrovega oksida in tvori srebrno zrcalo:

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

glukonska kislina

b) Z bakrovim hidroksidom da rdečo oborino Cu 2 O

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

glukonska kislina

c) Reducira se z vodikom, da nastane šestvodni alkohol (sorbitol)

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

3. Fermentacija

a) Alkoholna fermentacija (za pridobivanje alkoholnih pijač)

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

etanol

b) mlečnokislinska fermentacija (kisanje mleka, fermentacija zelenjave)

C6H12O6 > 2CH3-CHOH-COOH

mlečna kislina

1.3 Biološki pomen glukoze

Glukoza je nujna sestavina hrane, eden glavnih udeležencev v presnovi telesa, je zelo hranljiva in lahko prebavljiva. Ko se oksidira, se sprosti več kot tretjina porabljene energije v telesu – vira – maščob, vendar je vloga maščob in glukoze v energiji različnih organov različna. Srce uporablja maščobne kisline kot gorivo. Skeletne mišice potrebujejo glukozo za "zagon", vendar živčne celice, vključno z možganskimi celicami, delujejo samo na glukozo. Njihova potreba je 20-30% proizvedene energije. Živčne celice potrebujejo energijo vsako sekundo, telo pa prejme glukozo med jedjo. Glukozo telo zlahka absorbira, zato se v medicini uporablja kot krepilno zdravilo. Specifični oligosaharidi določajo krvno skupino. V slaščičarstvu za proizvodnjo marmelade, karamele, medenjakov itd. Zelo pomembni so procesi fermentacije glukoze. Tako na primer pri kisanju zelja, kumar, mleka pride do mlečnokislinske fermentacije glukoze, pa tudi pri siliranju krme. V praksi se alkoholno vrenje glukoze uporablja tudi na primer pri proizvodnji piva. Celuloza je izhodišče za proizvodnjo svile, vate in papirja.

Ogljikovi hidrati so res najpogostejše organske snovi na Zemlji, brez katerih je obstoj živih organizmov nemogoč.

V živem organizmu se v procesu presnove glukoza oksidira s sproščanjem velike količine energije:

C6H12O6 + 6O2??? 6CO 2 +6H 2 O+2920 kJ

2. Biološka vloga glukoze v telesu

Glukoza je glavni produkt fotosinteze in nastane v Calvinovem ciklu. Pri ljudeh in živalih je glukoza glavni in najbolj vsestranski vir energije za presnovne procese.

2.1 Katabolizem glukoze

Katabolizem glukoze je glavni dobavitelj energije za vitalne procese v telesu.

Aerobna razgradnja glukoze je njena končna oksidacija v CO 2 in H 2 O. Ta proces, ki je glavna pot za katabolizem glukoze v aerobnih organizmih, lahko izrazimo z naslednjo zbirno enačbo:

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

Aerobna razgradnja glukoze vključuje več stopenj:

* aerobna glikoliza - proces oksidacije glukoze s tvorbo dveh molekul piruvata;

* splošna pot katabolizma, vključno s pretvorbo piruvata v acetil-CoA in njegovo nadaljnjo oksidacijo v citratnem ciklu;

* veriga prenosa elektronov na kisik, skupaj z reakcijami dehidrogenacije, ki se pojavijo med razgradnjo glukoze.

V določenih situacijah oskrba tkiv s kisikom morda ne bo zadostila njihovim potrebam. Na primer, v začetnih fazah intenzivnega mišičnega dela pod stresom srčni utrip morda ne doseže želene frekvence in potreba mišic po kisiku za aerobno razgradnjo glukoze je velika. V takih primerih se aktivira proces, ki poteka brez kisika in se konča s tvorbo laktata iz pirovične kisline.

Ta proces se imenuje anaerobna razgradnja ali anaerobna glikoliza. Anaerobna razgradnja glukoze je energetsko neučinkovita, vendar je ta proces lahko v opisani situaciji edini vir energije za mišično celico. V prihodnosti, ko bo oskrba mišic s kisikom zadostna zaradi prehoda srca v pospešeni ritem, anaerobni razpad preide v aerobni.

Aerobna glikoliza je proces oksidacije glukoze v piruvično kislino v prisotnosti kisika. Vsi encimi, ki katalizirajo reakcije tega procesa, so lokalizirani v citosolu celice.

1. Faze aerobne glikolize

Pri aerobni glikolizi lahko ločimo 2 stopnji.

1. Pripravljalna faza, med katero se glukoza fosforilira in razdeli na dve molekuli fosfotrioze. Ta serija reakcij poteka z uporabo 2 molekul ATP.

2. Faza, povezana s sintezo ATP. Kot rezultat te serije reakcij se fosfotrioze pretvorijo v piruvat. Energija, ki se sprosti na tej stopnji, se porabi za sintezo 10 molov ATP.

2. Reakcije aerobne glikolize

Pretvorba glukoza-6-fosfata v 2 molekuli gliceraldehid-3-fosfata

Glukoza-6-fosfat, ki nastane kot posledica fosforilacije glukoze s pomočjo ATP, se med naslednjo reakcijo pretvori v fruktozo-6-fosfat. Ta reverzibilna reakcija izomerizacije poteka pod delovanjem encima glukoza fosfat izomeraze.

Poti katabolizma glukoze. 1 - aerobna glikoliza; 2, 3 - splošna pot katabolizma; 4 - aerobna razgradnja glukoze; 5 - anaerobna razgradnja glukoze (uokvirjena); 2 (obkrožena) - stehiometrični koeficient.

Pretvorba glukoza-6-fosfata v triozne fosfate.

Pretvorba gliceraldehid-3-fosfata v 3-fosfoglicerat.

Ta del aerobne glikolize vključuje reakcije, povezane s sintezo ATP. Najbolj zapletena reakcija v tej seriji reakcij je pretvorba gliceraldehid-3-fosfata v 1,3-bisfosfoglicerat. Ta transformacija je prva oksidacijska reakcija med glikolizo. Reakcijo katalizira gliceraldehid-3-fosfat dehidrogenaza, ki je NAD odvisen encim. Pomen te reakcije ni le v tem, da nastane reduciran koencim, katerega oksidacija v dihalni verigi je povezana s sintezo ATP, ampak tudi v tem, da je prosta energija oksidacije koncentrirana v makroergičnih celicah. vez reakcijskega produkta. Gliceraldehid-3-fosfat dehidrogenaza vsebuje cisteinski ostanek v aktivnem središču, katerega sulfhidrilna skupina je neposredno vključena v katalizo. Oksidacija gliceraldehid-3-fosfata vodi do redukcije NAD in tvorbe s sodelovanjem H 3 PO 4 visokoenergijske anhidridne vezi v 1,3-bisfosfogliceratu na položaju 1. V naslednji reakciji se visokoenergijski fosfat se prenese v ADP s tvorbo ATP

Tvorba ATP na ta način ni povezana z dihalno verigo in se imenuje fosforilacija substrata ADP. Nastali 3-fosfoglicerat ne vsebuje več makroergične vezi. V naslednjih reakcijah pride do intramolekularnih preureditev, katerih pomen se spušča v dejstvo, da nizkoenergijski fosfoester preide v spojino, ki vsebuje visokoenergijski fosfat. Intramolekularne transformacije so v prenosu fosfatnega ostanka s položaja 3 v fosfogliceratu na položaj 2. Nato se molekula vode odcepi od nastalega 2-fosfoglicerata s sodelovanjem encima enolaze. Ime encima za dehidracijo izhaja iz obratne reakcije. Kot rezultat reakcije nastane substituiran enol - fosfoenolpiruvat. Nastali fosfoenolpiruvat je makroergična spojina, katere fosfatna skupina se v naslednji reakciji prenese na ADP s sodelovanjem piruvat kinaze (encim je poimenovan tudi po obratni reakciji, pri kateri se fosforilira piruvat, čeprav taka reakcija ne traja mesto v tej obliki).

Pretvorba 3-fosfoglicerata v piruvat.

3. Oksidacija citoplazemskega NADH v mitohondrijski dihalni verigi. Shuttle sistemi

NADH, ki nastane med oksidacijo gliceraldehid-3-fosfata pri aerobni glikolizi, je podvržen oksidaciji s prenosom vodikovih atomov v mitohondrijsko dihalno verigo. Vendar citosolni NADH ne more prenesti vodika v dihalno verigo, ker je mitohondrijska membrana zanj neprepustna. Prenos vodika skozi membrano poteka s pomočjo posebnih sistemov, imenovanih "shuttle". V teh sistemih se vodik prenaša skozi membrano s sodelovanjem parov substratov, ki jih vežejo ustrezne dehidrogenaze, t.j. na obeh straneh mitohondrijske membrane je specifična dehidrogenaza. Znana sta 2 shuttle sistema. V prvem od teh sistemov se vodik iz NADH v citosolu prenese v dihidroksiaceton fosfat z encimom glicerol-3-fosfat dehidrogenazo (NAD-odvisen encim, poimenovan po obratni reakciji). Glicerol-3-fosfat, ki nastane med to reakcijo, nadalje oksidira encim notranje mitohondrijske membrane – glicerol-3-fosfat dehidrogenaza (FAD-odvisen encim). Nato protoni in elektroni iz FADH 2 preidejo na ubikinon in naprej vzdolž CPE.

Glicerol fosfatni shuttle sistem deluje v belih mišičnih celicah in hepatocitih. Vendar pa je v celicah srčne mišice odsotna mitohondrijska glicerol-3-fosfat dehidrogenaza. Drugi shuttle sistem, ki vključuje malatne, citosolne in mitohondrijske malatne dehidrogenaze, je bolj univerzalen. V citoplazmi NADH reducira oksaloacetat v malat, ki s sodelovanjem nosilca preide v mitohondrije, kjer ga oksidira v oksaloacetat z NAD-odvisno malat dehidrogenazo (reakcija 2). NAD, zmanjšan med to reakcijo, daruje vodik mitohondrijskemu CPE. Vendar pa oksaloacetat, ki nastane iz malata, ne more sam izstopiti iz mitohondrijev v citosol, saj je mitohondrijska membrana zanj neprepustna. Zato se oksaloacetat pretvori v aspartat, ki se transportira v citosol, kjer se spet pretvori v oksaloacetat. Pretvorba oksaloacetata v aspartat in obratno je povezana z dodajanjem in izločanjem amino skupine. Ta sistem shuttle se imenuje malat-aspartat. Rezultat njenega dela je regeneracija citoplazemskega NAD+ iz NADH.

Oba sistema shuttle se bistveno razlikujeta po količini sintetiziranega ATP. V prvem sistemu je razmerje P/O 2, saj se vodik vnese v CPE na ravni KoQ. Drugi sistem je energetsko učinkovitejši, saj prenaša vodik v CPE preko mitohondrijskega NAD+ in je razmerje P/O blizu 3.

4. Ravnovesje ATP med aerobno glikolizo in razgradnjo glukoze na CO 2 in H 2 O.

Izhod ATP med aerobno glikolizo

Za tvorbo fruktozo-1,6-bisfosfata iz ene molekule glukoze sta potrebni 2 molekuli ATP. Reakcije, povezane s sintezo ATP, se pojavijo po razpadu glukoze na 2 molekuli fosfotrioze, t.j. v drugem koraku glikolize. Na tej stopnji se pojavita 2 reakciji fosforilacije substrata in sintetizirata se 2 molekuli ATP. Poleg tega je ena molekula gliceraldehid-3-fosfata dehidrogenirana (reakcija 6), NADH pa prenaša vodik v mitohondrijski CPE, kjer se z oksidativno fosforilacijo sintetizirajo 3 molekule ATP. V tem primeru je količina ATP (3 ali 2) odvisna od vrste shuttle sistema. Zato je oksidacija ene molekule gliceraldehid-3-fosfata v piruvat povezana s sintezo 5 molekul ATP. Glede na to, da iz glukoze nastaneta 2 molekuli fosfotrioze, je treba dobljeno vrednost pomnožiti z 2 in nato odšteti 2 molekuli ATP, porabljeni v prvi fazi. Tako je donos ATP med aerobno glikolizo (5×2) - 2 = 8 ATP.

Pri sproščanju ATP med aerobno razgradnjo glukoze do končnih produktov kot posledica glikolize nastane piruvat, ki se v OPC nadalje oksidira v CO 2 in H 2 O. Zdaj lahko ocenimo energijsko učinkovitost glikolize in OPC, ki skupaj sestavljata proces aerobne razgradnje glukoze do končnih produktov.Tako je dobitek ATP, ko se 1 mol glukoze oksidira v CO 2 in H 2 O, 38 mol. od ATP. V procesu aerobne razgradnje glukoze se pojavi 6 reakcij dehidrogenacije. Eden od njih se pojavi pri glikolizi in 5 v GPC. Substrati za specifične NAD-odvisne dehidrogenaze: gliceraldehid-3-fosfat, žiruvat, izocitrat, β-ketoglutarat, malat. Ena reakcija dehidrogenacije v citratnem ciklu pod delovanjem sukcinat dehidrogenaze poteka s sodelovanjem koencima FAD. Skupna količina ATP, sintetiziranega z oksidativno fosforilacijo, je 17 molov ATP na 1 mol gliceraldehid fosfata. Temu je treba dodati 3 mol ATP, sintetiziranega s fosforilacijo substrata (dve reakciji v glikolizi in ena v citratnem ciklu).Glede na to, da se glukoza razgradi na 2 fosfotriozi in da je stehiometrični koeficient nadaljnjih transformacij 2, je treba dobljeno vrednost pomnožimo z 2 in od rezultata odštejemo 2 mola ATP, uporabljenega v prvi fazi glikolize.

Anaerobna razgradnja glukoze (anaerobna glikoliza).

Anaerobna glikoliza je proces razgradnje glukoze v laktat kot končni produkt. Ta proces poteka brez uporabe kisika in zato ni odvisen od delovanja mitohondrijske dihalne verige. ATP nastane z reakcijami fosforilacije substrata. Celotna enačba procesa:

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.

anaerobna glikoliza.

Med anaerobno glikolizo se v citosolu pojavi vseh 10 reakcij, enakih aerobni glikolizi. Samo reakcija 11, kjer se piruvat reducira s citosolnim NADH, je specifična za anaerobno glikolizo. Redukcijo piruvata v laktat katalizira laktat dehidrogenaza (reakcija je reverzibilna, po obratni reakciji pa je poimenovan encim). Ta reakcija zagotavlja regeneracijo NAD+ iz NADH brez sodelovanja mitohondrijske dihalne verige v situacijah, povezanih z nezadostno oskrbo celic s kisikom.

2.2 Pomen katabolizma glukoze

Glavni fiziološki namen katabolizma glukoze je izraba energije, ki se pri tem procesu sprosti, za sintezo ATP.

Aerobna razgradnja glukoze se pojavi v številnih organih in tkivih in služi kot glavni, čeprav ne edini vir energije za življenje. Nekatera tkiva so za energijo najbolj odvisna od katabolizma glukoze. Na primer, možganske celice porabijo do 100 g glukoze na dan in jo aerobno oksidirajo. Zato se nezadostna oskrba možganov z glukozo ali hipoksija kaže s simptomi, ki kažejo na kršitev možganskih funkcij (omotica, konvulzije, izguba zavesti).

Anaerobna razgradnja glukoze se pojavi v mišicah, v prvih minutah mišičnega dela, v eritrocitih (ki jim manjka mitohondrije), pa tudi v različnih organih v pogojih omejene oskrbe s kisikom, vključno s tumorskimi celicami. Za presnovo tumorskih celic je značilno pospeševanje tako aerobne kot anaerobne glikolize. Toda prevladujoča anaerobna glikoliza in povečanje sinteze laktata služita kot indikator povečane stopnje delitve celic z nezadostno oskrbo s sistemom krvnih žil.

Poleg energijske funkcije lahko proces katabolizma glukoze opravlja tudi anabolične funkcije. Metaboliti glikolize se uporabljajo za sintezo novih spojin. Tako sta fruktoza-6-fosfat in gliceraldehid-3-fosfat vključena v tvorbo riboze-5-fosfata, strukturne komponente nukleotidov; 3-fosfoglicerat lahko sodeluje pri sintezi aminokislin, kot so serin, glicin, cistein (glejte poglavje 9). V jetrih in maščobnem tkivu se acetil-CoA, ki nastane iz piruvata, uporablja kot substrat za biosintezo maščobnih kislin in holesterola, dihidroksiaceton fosfat pa kot substrat za sintezo glicerol-3-fosfata.

Obnova piruvata v laktat.

2.3 Uravnavanje katabolizma glukoze

Ker je glavni pomen glikolize sinteza ATP, mora biti njena hitrost v korelaciji s porabo energije v telesu.

Večina reakcij glikolize je reverzibilnih, z izjemo treh, ki jih katalizirajo heksokinaza (ali glukokinaza), fosfofruktokinaza in piruvat kinaza. Regulativni dejavniki, ki spreminjajo hitrost glikolize in s tem tvorbo ATP, so usmerjeni v ireverzibilne reakcije. Kazalnik porabe ATP je kopičenje ADP in AMP. Slednji nastane v reakciji, ki jo katalizira adenilat kinaza: 2 ADP - AMP + ATP

Že majhna poraba ATP vodi do opaznega povečanja AMP. Razmerje med nivojem ATP in ADP in AMP označuje energijsko stanje celice, njegove komponente pa služijo kot alosterični regulatorji hitrosti tako splošne poti katabolizma kot glikolize.

Bistvena za uravnavanje glikolize je sprememba aktivnosti fosfofruktokinaze, saj ta encim, kot smo že omenili, katalizira najpočasnejšo reakcijo procesa.

Fosfofruktokinazo aktivira AMP, a jo zavira ATP. AMP z vezavo na alosterični center fosfofruktokinaze poveča afiniteto encima za fruktozo-6-fosfat in poveča hitrost njegove fosforilacije. Učinek ATP na ta encim je primer homotropnega schüsterizma, saj lahko ATP deluje tako z alosterično mestom kot z aktivnim mestom, v slednjem primeru kot substrat.

Pri fizioloških vrednostih ATP je aktivno središče fosfofruktokinaze vedno nasičeno s substrati (vključno z ATP). Povečanje ravni ATP glede na ADP zmanjša hitrost reakcije, saj v teh pogojih ATP deluje kot inhibitor: veže se na alosterično središče encima, povzroči konformacijske spremembe in zmanjša afiniteto za njegove substrate.

Spremembe aktivnosti fosfofruktokinaze prispevajo k uravnavanju hitrosti fosforilacije glukoze s heksokinazo. Zmanjšanje aktivnosti fosfofruktokinaze pri visoki ravni ATP vodi v kopičenje tako fruktozo-6-fosfata kot glukozo-6-fosfata, slednji pa zavira heksokinazo. Opozoriti je treba, da glukozo-6-fosfat zavira heksokinazo v mnogih tkivih (z izjemo β-celic jeter in trebušne slinavke).

Visoke ravni ATP zmanjšajo hitrost cikla citronske kisline in dihalne verige. V teh pogojih se tudi proces glikolize upočasni. Opozoriti je treba, da je alosterična regulacija OPC in encimov dihalne verige povezana tudi s spremembo koncentracije tako ključnih produktov, kot so NADH, ATP in nekateri metaboliti. Torej, NADH, ki se kopiči, če nima časa za oksidacijo v dihalni verigi, zavira nekatere alosterične encime citratnega cikla.

Uravnavanje katabolizma glukoze v skeletnih mišicah.

2.4 Sinteza glukoze v jetrih (glukoneogeneza)

Nekatera tkiva, kot so možgani, potrebujejo stalno oskrbo z glukozo. Kadar vnos ogljikovih hidratov v sestavi hrane ni dovolj, se vsebnost glukoze v krvi zaradi razgradnje glikogena v jetrih nekaj časa ohranja v mejah normale. Vendar pa so zaloge glikogena v jetrih nizke. Bistveno se zmanjšajo za 6-10 ur posta in so po dnevnem postu skoraj popolnoma izčrpane. V tem primeru se v jetrih začne de novo sinteza glukoze - glukoneogeneza.

Glukoneogeneza je proces sinteze glukoze iz neogljikovih hidratov. Njegova glavna funkcija je vzdrževanje ravni glukoze v krvi med dolgotrajnim postom in intenzivnimi fizičnimi napori. Proces poteka predvsem v jetrih in manj intenzivno v kortikalni snovi ledvic, pa tudi v črevesni sluznici. Ta tkiva lahko zagotovijo sintezo 80-100 g glukoze na dan. Možgani med postom predstavljajo večino potreb telesa po glukozi. To je posledica dejstva, da možganske celice za razliko od drugih tkiv ne morejo zagotoviti potreb po energiji zaradi oksidacije maščobnih kislin. Poleg možganov glukozo potrebujejo tudi tkiva in celice, v katerih je aerobna pot razpada nemogoča ali omejena, kot so eritrociti (manjkajo mitohondriji), celice mrežnice, medulla nadledvične žleze itd.

Primarni substrati za glukoneogenezo so laktat, aminokisline in glicerol. Vključitev teh substratov v glukoneogenezo je odvisna od fiziološkega stanja organizma.

Laktat je produkt anaerobne glikolize. Nastaja v vseh telesnih pogojih v rdečih krvnih celicah in delujočih mišicah. Tako se laktat nenehno uporablja v glukoneogenezi.

Glicerol se sprošča med hidrolizo maščob v maščobnem tkivu med postom ali daljšim telesnim naporom.

Aminokisline nastanejo kot posledica razgradnje mišičnih beljakovin in so vključene v glukoneogenezo med dolgotrajnim postom ali dolgotrajnim mišičnim delom.

2.5 Sinteza glukoze iz laktata

Laktat, ki nastane pri anaerobni glikolizi, ni končni produkt presnove. Uporaba laktata je povezana z njegovo pretvorbo v jetrih v piruvat. Laktat kot vir piruvata ni pomemben le med postom, ampak tudi med normalnim delovanjem telesa. Njegova pretvorba v piruvat in nadaljnja uporaba slednjega je način za izrabo laktata. Laktat, ki nastane v intenzivno delujočih mišicah ali v celicah s prevladujočim anaerobnim načinom katabolizma glukoze, vstopi v krvni obtok in nato v jetra. V jetrih je razmerje NADH/NAD+ nižje kot v kontrakcijski mišici, zato reakcija laktat dehidrogenaze poteka v nasprotni smeri, t.j. proti tvorbi piruvata iz laktata. Nadalje je piruvat vključen v glukoneogenezo, nastala glukoza pa vstopi v krvni obtok in jo absorbirajo skeletne mišice. To zaporedje dogodkov se imenuje "cikel glukoze-laktata" ali "Cori cikel". Coreyev cikel opravlja 2 pomembni funkciji: 1 - zagotavlja izrabo laktata; 2 - preprečuje kopičenje laktata in posledično nevarno znižanje pH (laktacidoza). Del piruvata, ki nastane iz laktata, jetra oksidirajo v CO 2 in H 2 O. Energijo oksidacije lahko uporabimo za sintezo ATP, ki je nujen za reakcije glukoneogeneze.

Coreyjev cikel (cikel glukoze laktata). 1 - prejem layugata iz krčne mišice s pretokom krvi v jetra; 2 - sinteza glukoze iz laktata v jetrih; 3 - pretok glukoze iz jeter s pretokom krvi v delujočo mišico; 4 - uporaba glukoze kot energijskega substrata s strani krčevalne mišice in tvorba laktata.

Laktacidoza. Izraz "acidoza" pomeni povečanje kislosti telesnega okolja (zmanjšanje pH) na vrednosti, ki so zunaj normalnega območja. Acidoza bodisi poveča proizvodnjo protonov ali zmanjša izločanje protonov (v nekaterih primerih oboje). Metabolna acidoza se pojavi s povečanjem koncentracije vmesnih presnovnih produktov (kisle narave) zaradi povečanja njihove sinteze ali zmanjšanja hitrosti razpadanja ali izločanja. Če je kislinsko-bazično stanje telesa moteno, se sistemi za kompenzacijo puferja hitro aktivirajo (po 10-15 minutah). Pljučna kompenzacija zagotavlja stabilizacijo razmerja HCO 3 -/H 2 CO 3 , ki običajno ustreza 1:20, in se zmanjša z acidozo. Pljučna kompenzacija se doseže s povečanjem volumna ventilacije in posledično s pospešenim odstranjevanjem CO 2 iz telesa. Vendar pa imajo glavno vlogo pri kompenzaciji acidoze ledvični mehanizmi s sodelovanjem amoniakega pufra. Eden od vzrokov za metabolno acidozo je lahko kopičenje mlečne kisline. Običajno se laktat v jetrih z glukoneogenezo pretvori nazaj v glukozo ali oksidira. Poleg jeter so drugi porabniki laktata ledvice in srčna mišica, kjer lahko laktat oksidiramo v CO 2 in H 2 O in ga uporabljamo kot vir energije, predvsem pri fizičnem delu. Raven laktata v krvi je rezultat ravnovesja med procesi njegovega nastajanja in porabe. Kratkotrajna kompenzirana laktacidoza se pogosto pojavlja tudi pri zdravih ljudeh z intenzivnim mišičnim delom. Pri netreniranih ljudeh se laktacidoza med fizičnim delom pojavi kot posledica relativnega pomanjkanja kisika v mišicah in se razvije precej hitro. Kompenzacija se izvaja s hiperventilacijo.

Pri nekompenzirani laktacidozi se vsebnost laktata v krvi poveča na 5 mmol / l (običajno do 2 mmol / l). V tem primeru je lahko pH krvi 7,25 ali manj (običajno 7,36-7,44). Povečanje laktata v krvi je lahko posledica motnje v presnovi piruvata.

Motnje presnove piruvata pri laktacidozi. 1 - kršitev uporabe piruvata pri glukoneogenezi; 2 - kršitev oksidacije piruvata. biološki katabolizem glukoze glukoneogeneza

Tako se med hipoksijo, ki je posledica motnje oskrbe tkiv s kisikom ali krvjo, zmanjša aktivnost kompleksa piruvat dehidrogenaze in zmanjša se oksidativna dekarboksilacija piruvata. Pod temi pogoji se ravnotežje reakcije piruvat - laktat premakne proti tvorbi laktata. Poleg tega se med hipoksijo zmanjša sinteza ATP, kar posledično vodi do zmanjšanja hitrosti glukoneogeneze, druge poti za izrabo laktata. Povečanje koncentracije laktata in znižanje znotrajceličnega pH negativno vplivata na aktivnost vseh encimov, vključno s piruvat karboksilazo, ki katalizira začetno reakcijo glukoneogeneze.

Pojav laktacidoze olajšajo tudi motnje glukoneogeneze pri odpovedi jeter različnega izvora. Poleg tega lahko hipovitaminozo B 1 spremlja laktacidoza, saj derivat tega vitamina (tiamin difosfat) opravlja koencimsko funkcijo v PDC med oksidativno dekarboksilacijo piruvata. Pomanjkanje tiamina se lahko pojavi na primer pri alkoholikih z moteno prehrano.

Torej so lahko vzroki za kopičenje mlečne kisline in razvoj laktacidoze:

aktiviranje anaerobne glikolize zaradi tkivne hipoksije različnega izvora;

poškodbe jeter (toksična distrofija, ciroza itd.);

kršitev uporabe laktata zaradi dednih napak v encimih glukoneogeneze, pomanjkanja glukoze-6-fosfataze;

kršitev MPC zaradi okvare encimov ali hipovitaminoze;

uporaba številnih zdravil, kot so bigvanidi (blokatorji glukoneogeneze, ki se uporabljajo pri zdravljenju diabetesa mellitusa).

2.6 Sinteza glukoze iz aminokislin

V pogojih stradanja se del beljakovin v mišičnem tkivu razgradi na aminokisline, ki se nato vključijo v proces katabolizma. Aminokisline, ki se katabolizirajo v metabolite piruvatnega ali citratnega cikla, se lahko obravnavajo kot potencialni predhodniki glukoze in glikogena in se imenujejo glikogene. Na primer, oksaloacetat, ki nastane iz asparaginske kisline, je vmesni produkt tako citratnega cikla kot glukoneogeneze.

Od vseh aminokislin, ki vstopajo v jetra, približno 30 % predstavlja alanin. To je posledica dejstva, da med razgradnjo mišičnih beljakovin nastanejo aminokisline, od katerih se mnoge takoj pretvorijo v piruvat ali najprej v oksaloacetat, nato pa v piruvat. Slednji se spremeni v alanin, ki od drugih aminokislin pridobi amino skupino. Alanin iz mišic se s krvjo prenaša v jetra, kjer se spet pretvori v piruvat, ki se delno oksidira in delno vključi v neogenezo glukoze. Zato obstaja naslednje zaporedje dogodkov (cikel glukoza-alanin): mišična glukoza > mišični piruvat > mišični alanin > jetrni alanin > jetrna glukoza > mišična glukoza. Celoten cikel ne vodi do povečanja količine glukoze v mišicah, rešuje pa težave s transportom aminskega dušika iz mišic v jetra in preprečuje laktacidozo.

Cikel glukoza-alanin

2.7 Sinteza glukoze iz glicerola

Glicerol se lahko uporablja samo v tkivih, ki vsebujejo encim glicerol kinazo, kot so jetra, ledvice. Ta encim, odvisen od ATP, katalizira pretvorbo glicerola v β-glicerofosfat (glicerol-3-fosfat). Ko je glicerol-3-fosfat vključen v glukoneogenezo, ga dehidrogenira NAD-odvisna dehidrogenaza, da nastane dihidroksiaceton, ki se nato pretvori v fosfat v glukozo.

Pretvorba glicerola v dihidroksiaceton fosfat

Tako lahko rečemo, da je biološka vloga glukoze v telesu zelo velika. Glukoza je eden glavnih virov energije v našem telesu. Je lahko prebavljiv vir dragocene hrane, ki povečuje energetske zaloge telesa in izboljšuje njegove funkcije. Glavna vrednost v telesu je, da je najbolj vsestranski vir energije za presnovne procese.

V človeškem telesu uporaba hipertonične raztopine glukoze spodbuja vazodilatacijo, povečano kontraktilno aktivnost srčne mišice in povečanje volumna urina. Kot splošni tonik se glukoza uporablja pri kroničnih boleznih, ki jih spremlja fizična izčrpanost. Razstrupljevalne lastnosti glukoze so posledica njene sposobnosti, da aktivira funkcije jeter za nevtralizacijo strupov, pa tudi zmanjšanja koncentracije toksinov v krvi zaradi povečanja volumna krožeče tekočine in povečanega uriniranja. Poleg tega se pri živalih odlaga v obliki glikogena, v rastlinah - v obliki škroba, polimer glukoze - celuloza je glavna sestavina celičnih membran vseh višjih rastlin. Pri živalih glukoza pomaga preživeti zmrzali.

Skratka, glukoza je ena izmed vitalnih snovi v življenju živih organizmov.

Seznam uporabljene literature

1. Biokemija: učbenik za univerze / ur. E.S. Severina - 5. izd., - 2014. - 301-350 st.

2. T.T. Berezov, B.F. Korovkin biološka kemija.

3. Klinična endokrinologija. Vodnik / N. T. Starkova. - 3. izdaja, spremenjena in razširjena. - Sankt Peterburg: Peter, 2002. - S. 209-213. - 576 str.

Gostuje na Allbest.ru

...

Podobni dokumenti

    Razvrstitev in porazdelitev ogljikovih hidratov, njihov pomen za človeško življenje. Uporaba refraktometrije pri analizi glukoze. Analiza glukoze kot aldehidnega alkohola, vpliv alkalij, oksidantov in kislin na pripravke. Stabilizacija raztopin glukoze.

    seminarska naloga, dodana 13.02.2010

    Značilnosti porazdelitve glukoze v krvi. Kratek opis bistva glavnih sodobnih metod za določanje glukoze v krvi. Tehnike za izboljšanje procesa merjenja ravni glukoze v krvi. Vrednotenje glikemije pri diagnozi diabetesa mellitusa.

    članek, dodan 03.08.2011

    Fizikalne lastnosti glukoze. Osnovna živila, bogata z ogljikovimi hidrati. Pravilno razmerje med ogljikovimi hidrati, maščobami in beljakovinami kot osnova zdrave prehrane. Ohranjanje ravni glukoze v krvi, imunske funkcije. Povečanje ravni insulina v krvi.

    predstavitev, dodano 15.02.2014

    Poraba kisika in glukoze v možganih. Aerobna oksidacija glukoze v možganih in mehanizmi njene regulacije. Cikel trikarboksilne kisline in mehanizmi, ki nadzorujejo njegovo hitrost v možganih. Oskrba z energijo specifičnih funkcij živčnega tkiva.

    seminarska naloga, dodana 26.08.2009

    Upoštevanje strukture molekule insulina, aminokislinskih vezi. Študija značilnosti sinteze beljakovinskega hormona v krvi, opis sheme transformacije. Uravnavanje izločanja insulina v telesu. Delovanje tega hormona je znižanje ravni glukoze v krvi.

    predstavitev, dodano 12.2.2016

    Določanje glukoze v krvi na analizatorju glukoze ECO TWENTY. Določanje kreatinina, sečnine, bilirubina v krvi na ROKI biokemičnem analizatorju. Študija sprememb biokemičnih parametrov krvi med nosečnostjo. Ocena prejetih podatkov.

    poročilo o praksi, dodano 02.10.2011

    Zgradba in delovanje ledvic, teorija nastajanja urina. Značilnosti strukture nefrona. Fizikalne lastnosti urina ter klinični in diagnostični pomen. Vrste proteinurije, metode za kvalitativno in kvantitativno določanje beljakovin v urinu. Določanje glukoze v urinu.

    goljufija, dodana 24.6.2010

    Epidemiologija diabetesa mellitusa, presnova glukoze v človeškem telesu. Etiologija in patogeneza, pankreatična in ekstrapankreatična insuficienca, patogeneza zapletov. Klinični znaki diabetesa mellitusa, njegova diagnoza, zapleti in zdravljenje.

    predstavitev, dodano 3.6.2010

    Študija radionuklidne tomografske metode za preučevanje notranjih organov ljudi in živali. Analiza porazdelitve aktivnih spojin, označenih z radioizotopi v telesu. Opisi metod za ocenjevanje presnove glukoze v srcu, pljučih in možganih.

    povzetek, dodan 15.6.2011

    Vzroki za diabetično (ketoacidotično) komo - stanje, ki se razvije kot posledica pomanjkanja insulina v telesu pri bolnikih s sladkorno boleznijo. Začetne manifestacije njegove dekompenzacije. Homeostaza glukoze pri ljudeh. Etiologija in manifestacije hipoglikemije.

Glukoza (ali dekstroza) je najpomembnejši preprost sladkor, ki je del vseh pomembnih polisaharidov (glikogen, celuloza, dekstrin, škrob itd.) in je vključen v presnovne procese v telesu. Ta snov spada v podrazred monosaharidov razreda saharidov (ogljikovih hidratov) in je brezbarvni kristali sladkega okusa in zlahka topni v različnih tekočinah: vodi, raztopini amoniaka bakrovega hidroksida, koncentriranih raztopinah cinkovega klorida in žveplove kisline.

Glukozo najdemo v jagodičevju in sadnih sokovih, zelenjavi, različnih delih rastlin in tkivih živih organizmov. Zaradi visoke vsebnosti v grozdju (glukoze vsebuje 7,8 %), ga včasih imenujejo tudi grozdni sladkor.

Glukoza v telesu živali in ljudi igra vlogo najpomembnejšega vira energije in zagotavlja normalen potek presnovnih procesov. Vse celice živih organizmov so brez izjeme sposobne absorbirati, medtem ko je sposobnost uporabe prostih maščobnih kislin, fruktoze, mlečne kisline ali glicerola kot virov energije obdarjena le z nekaterimi njihovimi vrstami.

Glukoza je najpogostejši ogljikov hidrat pri živalih. Je povezovalna nit med energijsko in plastično funkcijo ogljikovih hidratov, saj iz glukoze nastajajo vsi drugi monosaharidi, ki se tvorijo vanj. V jetrih se mlečna kislina, večina prostih maščobnih kislin, glicerol, aminokisline, glukuronska kislina in glikoproteini lahko pretvorijo v glukozo. Ta proces se imenuje glukoneogeneza. Drug način pretvorbe je glikogenoliza. Poteka skozi več presnovnih verig, njegovo bistvo pa je v tem, da vire energije, ki nimajo neposredne poti biokemične pretvorbe v glukozo, uporabljajo jetra za sintezo adenozin trifosfata (ATP) in so nato vključeni v procese. oskrbe z energijo glukoneogeneze (proces tvorbe glukoze v telesnih jetrnih celicah in v manjši meri kortikalne snovi ledvic), resinteze glukoze iz mlečne kisline, pa tudi oskrbe z energijo za sintezo glikogena iz monomerov glukoze.

Več kot 90 % topnih ogljikovih hidratov z nizko molekulsko maso v krvi živih organizmov je glukoza. Preostalih nekaj odstotkov je fruktoza, maltoza, manoza, pentoza, na beljakovine vezani polisaharidi, v primeru razvoja kakršnih koli patoloških procesov pa tudi galaktoza.

Najintenzivnejša poraba glukoze v telesu se pojavi v tkivih centralnega živčnega sistema, v eritrocitih in tudi v meduli ledvic.

Glavna oblika shranjevanja glukoze v telesu je glikogen, polisaharid, ki nastane iz njegovih ostankov. Mobilizacija glikogena v telesu se začne, ko se zmanjša količina proste glukoze v celicah in posledično v krvi. Sinteza glikogena poteka v skoraj vseh telesnih tkivih, največja količina pa je v jetrih in skeletnih mišicah. Proces kopičenja glikogena v mišičnem tkivu se začne v obdobjih okrevanja po fizičnem naporu, zlasti po zaužitju obroka, bogatega z ogljikovimi hidrati. V jetrih se kopiči takoj po jedi ali med hiperglikemijo.

Vendar pa energija, ki se sprosti kot posledica "kurjenja" glikogena, pri povprečnem človeku s povprečno telesno razvitostjo, ob dokaj previdni porabi le-te, zadošča za največ en dan. Zato je glikogen nekakšna "rezerva za nujne primere" telesa, zasnovana za nujne primere, ko se iz nekega razloga ustavi pretok glukoze v kri (tudi med prisilnimi nočnimi postomi in v intervalih med obroki). V takih primerih največji delež porabe glukoze v telesu odpade na možgane.Glukoza je praviloma edini energijski substrat, ki zagotavlja njegovo vitalno aktivnost. To je posledica dejstva, da možganske celice nimajo sposobnosti, da bi ga samostojno sintetizirale.

Uporaba glukoze v telesu, pridobljene kot posledica razgradnje glikogena, se začne približno tri ure po obroku, takoj po njem pa se ponovno začne proces kopičenja. Pomanjkanje glukoze je za osebo razmeroma neboleče in brez resnih negativnih posledic v primerih, ko je čez dan mogoče njeno količino normalizirati s pomočjo prehrane.

Fiziološka regulacija ravni glukoze v telesu

Sposobnost telesa, da vzdržuje normalno koncentracijo glukoze v krvi, je eden najnaprednejših mehanizmov za vzdrževanje relativne konstantnosti notranjega okolja (homeostaze), s katero je obdarjeno. Njegovo normalno delovanje zagotavlja:

  • Jetra;
  • Ločeni hormoni;
  • ekstrahepatična tkiva.

Uravnavanje ravni glukoze v krvi poteka s produkti 30-40 genov. Zahvaljujoč njihovemu medsebojnemu delovanju se zahtevana koncentracija glukoze vzdržuje tudi, če so izdelki, ki so njen vir, vključeni v prehrano neredno in neenakomerno.

V intervalu med obroki je količina vsebovane glukoze v razponu od 80 do 100 mg / 100 ml. Po obroku (zlasti, ki vsebuje veliko količino ogljikovih hidratov) je ta številka 120-130 mg / 100 ml. V obdobjih posta raven glukoze v telesu pade na oznako 60-70 mg / 100 ml. K njegovemu zmanjšanju lahko prispevajo tudi presnovni procesi razpadanja, zlasti v stresnih situacijah, s povečanjem telesne aktivnosti, pa tudi z zvišanjem telesne temperature.

Oslabljena toleranca za glukozo

Oslabljena toleranca za glukozo je predpogoj za razvoj nekaterih bolezni (na primer sladkorna bolezen tipa II) ali kompleksne motnje srčno-žilnega sistema in presnovnih procesov (t.i. metabolični sindrom). Z motnjami v presnovi ogljikovih hidratov in razvojem metaboličnega sindroma se lahko pojavijo zapleti, ki lahko privedejo do prezgodnje smrti osebe. Najpogostejša med njimi sta hipertenzija in miokardni infarkt.

Toleranca glukoze je praviloma motena v ozadju drugih patoloških procesov v telesu. To v veliki meri prispeva k:

  • povišan krvni tlak;
  • povišan holesterol;
  • povišani trigliceridi;
  • povečana raven lipoproteinov nizke gostote;
  • znižanje ravni holesterola lipoproteinov visoke gostote.

Da bi zmanjšali verjetnost povečanja motenj, bolnikom svetujemo, da upoštevajo številne ukrepe, vključno z nadzorom telesne teže (zlasti, če je potrebno, njeno zmanjšanje), vključitvijo zdrave hrane v prehrano, povečano telesno aktivnostjo in zdrav življenjski slog.

Glukoza je naravni monosaharid, sicer imenovan grozdni sladkor.. Vsebuje se v nekaterih jagodičjih in sadju. Velika količina snovi je del grozdnega soka, od tod tudi njegovo ime. Zakaj je glukoza koristna za človeka, kakšen je njen pomen za zdravje?

Pomen za telo

Glukoza je brezbarvna snov sladkega okusa, ki se raztopi v vodi. Ko prodre v želodec, se razgradi v fruktozo. Glukoza v človeškem telesu je potrebna za fotokemične reakcije.: prenaša energijo v celice in sodeluje v procesu presnove.

Koristne lastnosti kristalne snovi:

  • prispeva k nemotenemu delovanju celičnih struktur;
  • monosaharid, ki vstopi v celice, jih obogati z energijo, spodbuja znotrajcelične interakcije, kar povzroči oksidacijski proces in biokemične reakcije.

Element se lahko sintetizira v telesu. Na podlagi enostavnega ogljikovega hidrata so izdelani medicinski izdelki, ki nadomestijo njegovo pomanjkanje v telesu.

Obrazec za sprostitev

Grozdni sladkor se proizvaja v različnih oblikah:

  • V obliki tablet. Glukozne tablete so koristne za izboljšanje splošnega počutja, povečanje telesnih in duševnih sposobnosti.
  • V obliki raztopine za nastavitev kapalk. Uporablja se za normalizacijo vodno-solnega in kislinsko-bazičnega ravnovesja.
  • V raztopini za intravensko injiciranje. Uporablja se za zvišanje osmotskega tlaka, kot diuretik in vazodilatator.

Mnenja o grozdnem sladkorju so nasprotujoča. Nekateri trdijo, da snov povzroča debelost, drugi menijo, da je vir energije, brez katere zdrav človek ne more preživeti dneva. Kakšne so koristi in škode glukoze za telo?

Koristi

V človeškem cirkulacijskem sistemu mora biti snov vedno prisotna. Preprost ogljikov hidrat prodre v notranje organe skupaj s hrano.

Pri raztapljanju v prebavnem traktu se hrana razgradi na maščobe, beljakovinske spojine in ogljikove hidrate. Slednje pa se razgradijo na glukozo in fruktozo, ki se, ko prodreta v krvni obtok, razširita po celicah in notranjih organih.

Zgodbe naših bralcev

Vladimir
star 61 let

Posode redno čistim vsako leto. To sem začel delati, ko sem dopolnil 30 let, ker je bil pritisk hudič. Zdravniki so samo skomignili z rameni. Za svoje zdravje sem moral skrbeti sam. Preizkusil sem veliko različnih načinov, ampak ta se mi najbolj obnese...
Več >>>

Izdelek ima pozitivne lastnosti:

  • sodeluje v metabolnih procesih. Ob njegovem pomanjkanju ljudje občutijo slabo počutje, izgubo moči in zaspanost;
  • je glavni vir energije. Z zaužitjem majhne količine hrane, ki vsebuje glukozo, lahko obnovite moč;
  • normalizira delovanje srca;
  • uporablja se v medicinske namene pri zdravljenju številnih bolezni: hipoglikemija, zastrupitev, možganske patologije, bolezni jeter, nalezljive bolezni;
  • hrani možgane. Ta monosaharid je glavna hrana za možgane. Zaradi njegovega pomanjkanja lahko pride do poslabšanja duševnih sposobnosti, težav s koncentracijo;
  • poteši občutek lakote;
  • lajša stres.

Ogljikovi hidrati lahko popravijo psiho-čustveno stanje, izboljšajo razpoloženje in pomirijo živčni sistem.

Škoda

Glukoza lahko škoduje telesu. Bolniki z motnjami v presnovi, pa tudi starejši, ne smejo zlorabljati hrane, ki vsebuje veliko ogljikovih hidratov. Presežek snovi lahko povzroči negativne posledice:

  • pojav telesne maščobe, debelost;
  • motnje presnovnega procesa;
  • motnje v delovanju trebušne slinavke, kar pa negativno vpliva na sintezo insulina;
  • povečanje količine holesterola v krvi, ateroskleroza;
  • nastanek krvnih strdkov;
  • pojav alergijskih reakcij.

Norma in posledice odstopanja

Zahtevana stopnja glukoze v telesu je 3,4-6,2 mmol / l. Vsako odstopanje od sprejemljivih mej lahko povzroči hude motnje.

S pomanjkanjem inzulina, hormona, ki ga proizvaja trebušna slinavka, se snov ne absorbira v telesu, ne prodre v celice in se koncentrira v cirkulacijskem sistemu. To vodi do stradanja celičnih struktur in njihove smrti. To stanje je resna patologija in se v medicini imenuje diabetes mellitus.

Pri neuravnoteženi prehrani, dolgotrajnih dietah, pa tudi pod vplivom nekaterih bolezni se lahko človeku zniža raven sladkorja v krvi. To ogroža poslabšanje duševnih sposobnosti, anemijo, pa tudi razvoj hipoglikemije. Pomanjkanje sladkorja negativno vpliva na delovanje možganov, negativno pa vpliva tudi na delovanje celotnega organizma.

Presežek monosaharida je poln razvoja sladkorne bolezni, poškodb živčnega sistema, organov vida.

Odvečne snovi, ki prodrejo v krvni obtok, negativno vplivajo na žile, kar povzroči poslabšanje funkcij vitalnih organov. Kasneje lahko to privede do pojava ateroskleroze, srčnega popuščanja, slepote in patologije ledvic.

Zato Uživati ​​je treba živila, ki vsebujejo glukozo, v skladu z dovoljeno normo..

Dnevna norma glukoze se izračuna glede na težo bolnika: oseba, ki tehta 70 kg, potrebuje 182 g snovi. Če želite izračunati svojo potrebo po sladkorju, morate telesno težo pomnožiti z 2,6.

Kdo je dodeljen

V nekaterih primerih je potreben dodaten vnos glukoze. Najpogosteje strokovnjaki predpisujejo zdravilo v tabletah za slabo prehrano. Poleg tega se uporablja:

  • med nosečnostjo, z nezadostno težo ploda;
  • med zastrupitvijo z drogami in kemikalijami;
  • s hipertenzivno krizo, močnim padec krvnega tlaka, pa tudi poslabšanje oskrbe s krvjo v nekaterih organih;
  • obnoviti telo po zastrupitvi in ​​dehidraciji zaradi driske in bruhanja;
  • v obdobju okrevanja po operaciji;
  • s padcem količine sladkorja v krvi, hipoglikemijo, sladkorno boleznijo;
  • s patologijami jeter, črevesnimi okužbami, povečano krvavitvijo;
  • po dolgotrajnih nalezljivih boleznih.

Askorbinska kislina z glukozo je še posebej koristna za rastoči organizem. Pomanjkanje izdelka med aktivno rastjo otrok lahko povzroči distrofijo skeletnih mišic in zobno gnilobo.

poleg tega uporaba tablet bo pomagala pri kadilcih nadomestiti izgubljeni vitamin C ki ga izgubijo med kajenjem.

Preveliko odmerjanje

Preseganje dovoljene norme za 4-krat se lahko izkaže za zelo neprijetne posledice za življenje osebe. Pri zlorabi sladkorja in drugih izdelkov, ki vsebujejo sladkor, se lahko pojavijo napenjanje, bruhanje in driska.

Preveliko odmerjanje glukoze je za diabetike izjemno nevarno, kar lahko povzroči različne zaplete. Na presežek elementa lahko sumite po simptomih:

  • pogosta potreba po uriniranju;
  • odpoved srca;
  • okvara vida;
  • motnje zavesti;
  • suha usta;
  • močna žeja;
  • letargija, izguba moči;
  • srbenje kože.

Ti znaki se praviloma pojavijo v posameznih primerih prekoračitve odmerka.

Pri ljudeh s sladkorno boleznijo se poveča verjetnost zapletov poteka bolezni. Najpogosteje diabetike skrbijo težko zaceljive rane, krhke kosti, tromboza, bolečine v mišicah in visok holesterol.

Tako mora biti vsebnost glukoze v krvi na določeni ravni. Vsaka odstopanja od norme izzovejo motnje endokrinega sistema in presnovne motnje, kar pa negativno vpliva na splošno stanje.

Struktura molekule.

Pri preučevanju sestave glukoze je bilo ugotovljeno, da je njena najpreprostejša formula CH 2 O, molska masa pa 180 g / mol. Iz tega lahko sklepamo, da je molekulska formula glukoze C 6 H 12 O 6.

Za določitev strukturne formule molekule glukoze je treba poznati njene kemične lastnosti. Eksperimentalno dokazano, da en mol glukoze reagira s petimi moli ocetne kisline, da nastane ester. To pomeni, da je v molekuli glukoze pet hidroksilnih skupin. Ker glukoza z raztopino amoniaka srebrovega oksida daje reakcijo "srebrnega zrcala", mora njena molekula vsebovati tudi aldehidno skupino.

Empirično je tudi dokazano, da ima glukoza nerazvejeno ogljikovo verigo.

Na podlagi teh podatkov lahko strukturo molekule glukoze izrazimo na naslednji način:

Biološki pomen glukoze, njena uporaba.

Glukoza je nujna sestavina hrane, eden glavnih udeležencev pri presnovi snovi v telesu, je zelo hranljiva in se zlahka absorbira. Ko se oksidira, se sprosti več kot tretjina porabljene energije v telesu – vir so maščobe, vendar je vloga maščob in glukoze v energiji različnih organov različna. Srce uporablja maščobne kisline kot gorivo. Skeletne mišice potrebujejo glukozo za "zagon", vendar živčne celice, vključno z možganskimi celicami, delujejo samo na glukozo. Njihova potreba je 20-30% proizvedene energije. Živčne celice potrebujejo energijo vsako sekundo, telo pa prejme glukozo med jedjo. Glukozo telo zlahka absorbira, zato se v medicini uporablja kot krepilno zdravilo. Specifični oligosaharidi določajo krvno skupino. V slaščičarstvu za proizvodnjo marmelade, karamele, medenjakov itd. Procesi fermentacije glukoze so zelo pomembni. Tako na primer pri kisanju zelja, kumar, mleka pride do mlečnokislinske fermentacije glukoze, pa tudi pri siliranju krme. Alkoholno vrenje glukoze se uporablja tudi v praksi, na primer pri proizvodnji piva. Celuloza je izhodišče za proizvodnjo svile, vate in papirja.
Ogljikovi hidrati so res najpogostejše organske snovi na Zemlji, brez katerih je obstoj živih organizmov nemogoč.
V živem organizmu se v procesu presnove glukoza oksidira s sproščanjem velike količine energije:

Aplikacija.


glukoze se nanaša na ogljikove hidrate in je eden izmed izdelkov metabolizemčloveški in živalski organizmi. Pri presnovi je glukoza predvsem energijsko pomembna. S popolno razgradnjo 1 g glukoze se sprosti 17,15 kJ (4,1 kcal) toplote. Hkrati sproščena energija zagotavlja delovanje telesnih celic. Energijska vrednost glukoze je še posebej visoka za tako intenzivno delujoče organe, kot so centralni živčni sistem, srce in mišice. Zaradi tega se glukoza pogosto uporablja kot tonik pri številnih kroničnih boleznih, ki jih spremlja fizična izčrpanost.



Glukoza poveča sposobnost jeter za nevtralizacijo različnih strupov, kar v veliki meri pojasnjuje antitoksične lastnosti glukoze. Poleg tega v primeru zastrupitve uporabo velikih količin raztopin glukoze spremlja zmanjšanje koncentracije strupov v krvi zaradi povečanja mase tekočine, ki kroži v žilah, in povečanega uriniranja.

1.polisaharidi (glikani) so molekule polimernih ogljikovih hidratov, ki so povezane z dolgo verigo, združene z glikozidno vezjo in po hidrolizi postanejo sestavni del monosaharidov ali oligosaharidov

2. Fizikalne lastnosti škroba Je bel prah, netopen v hladni vodi. V vroči vodi nabrekne in tvori pasto.

.Biti v naravi

Škrob - glavni vir rezervne energije v rastlinskih celicah - nastaja v rastlinah med fotosintezo in se kopiči v gomoljih, koreninah, semenih: 6CO 2 + 6H 2 O svetloba, klorofil→ C 6 H 12 O 6 + 6O 2

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

glukozni škrob

Vsebujejo ga gomolji krompirja, zrna pšenice, riža, koruze Glikogen (živalski škrob) nastaja v jetrih in mišicah živali.

.biološka vloga.

Škrob je eden od produktov fotosinteze, glavna hranilna snov rastlin. Škrob je glavni ogljikov hidrat v človeški hrani.



3. 1) Pod delovanjem encimov ali pri segrevanju s kislinami (vodikovi ioni služijo kot katalizator) škrob, tako kot vsi kompleksni ogljikovi hidrati, podvrže hidrolizi. V tem primeru najprej nastane topen škrob, nato manj kompleksne snovi - dekstrini. Končni produkt hidrolize je glukoza. Celotno reakcijsko enačbo lahko izrazimo na naslednji način:


Makromolekule se postopoma delijo. Hidroliza škroba je njegova pomembna kemična lastnost.
-glukoza. Proces nastajanja škroba lahko izrazimo takole (reakcija polikondenzacije): a2) Škrob ne daje reakcije »srebrnega zrcala«, dajejo pa jo produkti njegove hidrolize. Makromolekule škroba so sestavljene iz številnih cikličnih molekul


3) Značilna reakcija je interakcija škroba z raztopinami joda. Če v ohlajeno škrobno pasto dodamo raztopino joda, se pojavi modra barva. Ko se pasta segreje, izgine, ko se ohladi, pa se spet pojavi. Ta lastnost se uporablja pri določanju škroba v živilskih izdelkih. Tako, na primer, če kapljico joda nanesemo na rezino krompirja ali rezino belega kruha, se pojavi modra barva.

4.celulozna struktura

Celuloza je zelo razširjena snov v rastlinah

svet. Je del tako enoletnih rastlin kot trajnic, zlasti - v sestavi drevesnih vrst.

Sodobna teorija strukture celuloze odgovarja na naslednja osnovna vprašanja:

Struktura celuloznih makromolekul: kemična zgradba elementarne povezave in makromolekule kot celote; konformacija makromolekule in njenih enot.

Molekulska masa celuloze in njena polidisperznost.

Zgradba celuloze: ravnotežno fazno stanje celuloze (amorfno ali kristalno); vrste vezi med makromolekulami; supramolekularna struktura; strukturna heterogenost celuloze; strukturne modifikacije celuloze.

2) Strukturo celulozne makromolekule lahko predstavimo s formulo


5.hidroliza celuloze

С6Н10О5) n + nH2O=nC6H12O6 beta-glukoza

Acetatna vlakna- ena glavnih vrst umetnih vlaken; pridobljen iz celuloznega acetata. Glede na vrsto surovine ločimo triacetatna vlakna (iz triacetilceluloze) in sama acetatna vlakna.

viskoza- (iz pozne lat. viskoznost- hladno) visoko viskozna koncentrirana raztopina celuloznega ksantata v razredčeni raztopini NaOH.

7. Celuloza je glavni del sten rastlin. (Slika "Naravni materiali, ki vsebujejo celulozo" - diapozitiv 7, lekcija 21). Relativno čista celuloza so vlakna bombaža, jute in konoplje. Les vsebuje od 40 do 50% celuloze, slama - 30%. Rastlinska celuloza služi kot hranilo za rastlinojede živali, ki imajo v telesu encime za cepljenje vlaken.
Iz celuloze (izdelujejo številna umetna vlakna, polimerne folije, plastike, brezdimni smodnik, laki. Za izdelavo papirja se uporablja velika količina celuloze. Glukozo pridobivamo s saharizacijo celuloze; iz nje izdelujemo etilni alkohol. Etanol, p



Razdelki