Поставщиком энергии для нашего организма могут быть жиры, белки и углеводы. Но из всех веществ, которые использует наш организм для своих энергетических потребностей, главное место занимает глюкоза.
Что такое глюкоза?
Глюкоза или декстроза - это бесцветный или белый мелкокристаллический порошок без запаха, сладкий на вкус. Глюкозу можно назвать универсальным топливом, так как большинство энергетических потребностей организма покрывается за ее счет.
Это вещество должно постоянно присутствовать в нашей крови. Причем для организма опасен, как его избыток, так и недостаток. Так во время голода организм начинает «использовать в пищу» то, из чего он построен. Тогда в глюкозу начинают преобразовываться мышечные белки , что может быть достаточно опасно.
Цветовая шкала индикаторных визуальных тест-полосок
Эти тест-полоски применяются для выявления отклонения сахара крови от нормы в домашних условиях.
Официальные нормы глюкозы в крови, утвержденные ВОЗ.
Система пища-глюкоза-гликоген
В организм человека глюкоза поступает с углеводами. Попадая в кишечник, сложные углеводы расщепляются до глюкозы, которая затем всасывается в кровь. Часть глюкозы расходуется на энергетические нужды, другая часть может отложиться в виде жировых запасов, а некоторое количество откладывается в виде гликогена. После того как пища переварится, и приток глюкозы из кишечника прекратится, начинается обратное превращение жиров и гликогена в глюкозу. Так наш организм поддерживает постоянную концентрацию глюкозы в крови .
Превращение белков и жиров в глюкозу и обратно - это процесс, на который требуется много времени. Но вот взаимопревращение глюкозы и гликогена происходит очень быстро. Поэтому гликоген играет роль основного запасного углевода. В организме он откладывается в виде гранул в различных типах клеток, но в основном в печени и мышцах. Запас гликогена у человека среднего физического развития может обеспечивать его энергией в течение суток.
Гормоны-регуляторы
Превращение глюкозы в гликоген и обратно регулируется рядом гормонов. Понижает концентрацию глюкозы в крови инсулин. А повышает - глюкагон, соматотропин, кортизол, гормоны щитовидной железы и адреналин. Нарушения в прохождении этих обратимых реакций между глюкозой и гликогеном могут приводить к серьезным заболеваниям, наиболее известным из которых является сахарный диабет .
Измерение глюкозы в крови
Основной тест на наличие сахарного диабета - измерение глюкозы в крови.
Концентрация глюкозы различна в капиллярной и венозной крови и колеблется в зависимости от того, поел человек или голоден. В норме при измерении натощак (не менее чем через 8 часов после последнего приема пищи) в капиллярной крови содержание глюкозы составляет 3,3 - 5,5 (ммоль/л), а в венозной 4,0 - 6,1 (ммоль/л). Через два часа после еды уровень глюкозы не должен превышать 7,8 (ммоль/л), как для капиллярной, так и для венозной крови. Если на протяжении недели при измерении натощак уровень глюкозы не опускается ниже 6,3 ммоль/л, то нужно обязательно обращаться к эндокринологу и проводить дополнительное обследование организма.
Гипергликемия - много глюкозы в крови
Гипергликемия развивается чаще всего при сахарном диабете. Уровень глюкозы может повыситься при:
- сахарном диабете
- стрессе, сильном эмоциональном напряжении
- болезнях эндокринной системы, поджелудочной железы, почек
- инфаркте миокарда
Врач-эндокринолог
При стрессовых ситуациях может повышаться глюкоза крови. Дело в том, что организм в ответ на острую ситуацию выделяет стресс-гормоны, которые, в свою очередь, повышают глюкозу крови.
Гипергликемия бывает:
- легкая - 6,7 ммоль/л
- средней тяжести - 8,3 ммоль/л
- тяжелая - более 11,1 ммоль/литр
- состояние прикомы - 16,5 ммоль/л
- кома - более 55,5 ммоль/л
Гипогликемия - мало глюкозы в крови
Гипогликемией считается состояние, когда концентрация глюкозы в крови ниже 3,3 ммоль/л. Клинические проявления гипогликемии начинаются после снижения уровня сахара ниже 2,4 - 3,0 ммоль/л. При гипогликемии наблюдаются:
- мышечная слабость
- нарушение координации движений
- спутанность сознания
- повышенная потливость
Уровень глюкозы снижается при:
- заболеваниях поджелудочной железы и печени
- некоторых заболеваниях эндокринной системы
- нарушении питания, голодании
- передозировке гипогликемических препаратов и инсулина
При очень сильной гипогликемии может развиться .
Глюкоза в медицине
Раствор глюкозы используются при лечении целого ряда болезней, при гипогликемии и различных интоксикациях, а также для разведения некоторых лекарственных препаратов при введении их в вену.
Глюкоза - необходимое вещество, которое играет очень важную роль в работе нашего организма.
Израильский врач опроверг стереотип о том, что сахар провоцирует развитие диабета и назвал другие причины заболевания
Глюкоза – натуральный моносахарид, иначе называемый виноградный сахар . Содержится в некоторых ягодных культурах и фруктах. Большое количество вещества входит в состав виноградного сока, откуда и появилось его название. Чем полезна глюкоза для человека, какое значение она имеет для здоровья?
Значение для организма
Глюкоза – бесцветное вещество, имеющее сладкий привкус, способное растворяться в воде. Проникая в желудок, расщепляется на фруктозу. Глюкоза в организме человека нужна для осуществления фотохимических реакций
: она переносит энергию к клеткам и участвует в процессе метаболизма.
Полезные свойства кристаллического вещества:
- способствует бесперебойной работе клеточных структур;
- поступая в клетки, моносахарид обогащает их энергией, стимулирует внутриклеточные взаимодействия, в результате чего происходит процесс окисления и биохимические реакции.
Элемент способен самостоятельно синтезироваться в организме . На основе простого углевода изготавливают медицинские средства, предназначенные для восполнения его нехватки в организме.
Форма выпуска
Виноградный сахар выпускают в разных формах:
- В форме таблеток. Глюкоза в таблетках полезна для улучшения общего самочувствия, повышения физических и умственных способностей .
- В виде раствора для постановки капельниц. Применяется для нормализации водно-солевого и кислотно-щелочного равновесия.
- В растворе для внутривенных инъекций. Используется для увеличения осмотического давления, в качестве мочегонного и сосудорасширяющего препарата.
Мнения о виноградном сахаре противоречивые. Некоторые утверждают, что вещество провоцирует ожирение, другие считают его источником энергии, без которого здоровому человеку не обойтись ни дня. В чем польза и вред глюкозы для организма?
Польза
В кровеносной системе человека вещество должно присутствовать всегда . Простой углевод проникает во внутренние органы вместе с пищей.
Растворяясь в пищеварительном тракте, еда разлагается на жиры, белковые соединения и углеводы. Последние, в свою очередь, расщепляются на глюкозу и фруктозу, которые, проникая в кровеносное русло, распространяются по клеткам и внутренним органам.
Истории наших читателей
Владимир
61 год
Чищу сосуды стабильно каждый год. Начал этим заниматься когда мне стукнуло 30, т. к. давление было ни к черту. Врачи руками только разводили. Пришлось самому браться за свое здоровье. Разные способы испробовал, но один мне помогает особенно хорошо...
Подбронее >>>
Продукт обладает положительными свойствами:
- участвует в процессах обмена веществ. При ее дефиците люди ощущают недомогание, упадок сил и сонливость;
- является главным источником энергии . Приняв небольшое количество глюкозосодержащей пищи, можно восстановить силы;
- нормализует работу сердца;
- используется в медицинских целях в лечении множества заболеваний: гипогликемии, отравлений, патологий мозга, болезней печени, инфекционных заболеваний;
- питает головной мозг. Этот моносахарид – главная пища для мозга. При его недостатке могут возникнуть ухудшение умственных способностей, трудности с сосредоточением;
- утоляет чувство голода;
- избавляет от стрессовых состояний.
Углевод способен скорректировать психоэмоциональное состояние, улучшить настроение и успокоить нервную систему.
Вред
Глюкоза может нанести организму вред. Пациентам, имеющим нарушение обмена веществ, а также пожилым людям, не следует злоупотреблять продуктами, содержащими большое количество углеводов. Переизбыток вещества может привести к негативным последствиям:
- возникновению жировых отложений, ожирению;
- расстройству процесса метаболизма ;
- нарушению работы поджелудочной железы, что, в свою очередь, негативно отражается на синтезе инсулина;
- увеличению количества холестерина в крови, атеросклерозу;
- формированию тромбов;
- появлению аллергических реакций.
Норма и последствия отклонения
Необходимая норма глюкозы в организме – 3,4-6,2 ммоль/л . При любых отклонениях от допустимых границ могут возникнуть тяжелые расстройства.
При дефиците инсулина – гормона, вырабатываемого поджелудочной железой, вещество не усваивается в организме, не проникает в клетки и концентрируется в кровеносной системе. Это приводит к голоданию клеточных структур и их гибели. Данное состояние является серьезной патологией, и в медицине называется сахарным диабетом.
При несбалансированном рационе, длительных диетах, а также под влиянием некоторых заболеваний, и у человека может понизиться уровень сахара в крови. Это грозит ухудшением умственных способностей, анемией, а также развитием гипогликемии. Недостаток сахара негативно отражается на функционировании мозга, а также пагубно влияет на работу всего организма.
Переизбыток моносахарида чреват развитием сахарного диабета, поражением нервной системы, органов зрения.
Излишки вещества, проникая в кровеносное русло, отрицательно воздействуют на сосуды, что влечет за собой ухудшение функций жизненно важных органов. Впоследствии это может привести к появлению атеросклероза, сердечной недостаточности, слепоты, патологии почек.
Именно поэтому употреблять глюкозосодержащие продукты следует, придерживаясь допустимой нормы .
Суточная норма глюкозы рассчитывается исходя из веса пациента: человеку весом 70 кг необходимо 182 г вещества. Чтобы рассчитать свою потребность в сахаре, необходимо массу тела умножить на 2,6.
Кому назначают
В некоторых случаях требуется дополнительное употребление глюкозы. Чаще всего специалисты назначают средство в таблетках при плохом питании
. Кроме того, его применяют:
- в период беременности, при недостаточном весе плода;
- во время интоксикации наркотическими и химическими средствами;
- при гипертоническом кризе, сильном падении артериального давления, а также ухудшении кровоснабжения некоторых органов;
- для восстановления организма после отравления и обезвоживания, возникшего в результате поноса и рвоты;
- в восстановительный период после операций;
- при падении количества сахара в крови, гипогликемии, сахарном диабете;
- при патологиях печени, кишечных инфекциях, повышенной кровоточивости;
- после продолжительных инфекционных болезней.
Аскорбинка с глюкозой особенно полезна для растущего организма. Дефицит продукта во время активного роста детей может привести к дистрофии скелетных мышц и разрушению зубов.
Кроме того, применение таблеток поможет восполнить утраченный витамин C у курильщиков , которые теряют его в процессе курения.
Передозировка
Очень неприятными последствиями для жизни человека может обернуться превышение допустимой нормы в 4 раза. При злоупотреблении сахаром и другими сахаросодержащими продуктами могут возникнуть метеоризм, рвота, понос .
Крайне опасна передозировка глюкозой для диабетиков, которая может вызвать различные осложнения. Заподозрить переизбыток элемента можно по симптомам:
- частая потребность в мочеиспускании;
- сбой работы сердца;
- расстройство зрительных способностей;
- нарушение сознания;
- сухость во рту;
- интенсивная жажда;
- вялость, упадок сил;
- зуд кожных покровов.
Данные признаки проявляются, как правило, при единичных случаях превышения дозы.
У людей, страдающих сахарным диабетом, увеличивается вероятность осложнений протекания заболевания. Чаще всего диабетиков беспокоят трудно заживающие раны, ломкость костей, тромбообразование, болезненные ощущения в мышцах, повышение холестерина.
Таким образом, содержание глюкозы в крови должно быть на определенном уровне. Любые отклонения от нормы провоцируют расстройство работы эндокринной системы и нарушение метаболизма , которые, в свою очередь, негативно отражаются на общем состоянии.
Глюкоза (или декстроза) является важнейшим простым сахаром, который входит в состав всех важных полисахаридов (гликоген, целлюлоза, декстрин, крахмал и т.д.) и участвует в обменных процессах организма. Это вещество относится к подклассу моносахаридов класса сахаридов (углеводов) и представляет собой бесцветные кристаллы, обладающие сладким вкусом и хорошо растворяющиеся в различных жидкостях: воде, аммиачном растворе гидроксида меди, концентрированных растворах хлорида цинка и серной кислоты.
Глюкоза содержится в ягодах и полученных из фруктов соках, в овощах, различных частях растений, а также в тканях живых организмов. Благодаря высокому содержанию в плодах винограда (глюкоза содержится в них в количестве 7,8%) ее также иногда называют виноградным сахаром.
Глюкоза в организме животных и человека играет роль важнейшего источника энергии и обеспечивает нормальное течение метаболических процессов. Все без исключения клетки живых организмов обладают способностью усваивать ее, в то время как способностью использовать в качестве источников энергии свободные жирные кислоты, фруктозу, молочную кислоту или глицерин наделены лишь некоторые их типы.
Глюкоза – это наиболее распространенный в животных организмах углевод. Она является связующей нитью между энергетическими и пластическими функциями углеводов, поскольку именно из глюкозы образуются все остальные моносахариды, и в нее же они превращаются. В печени в глюкозу способны конвертироваться молочная кислота, большинство свободных жирных кислот, глицерин, аминокислоты, глюкуроновая кислота, гликопротеины. Этот процесс носит название глюконеогенеза. Другой способ конвертации – гликогенолиз. Он протекает путем нескольких метаболических цепочек, а его суть заключается в том, что источники энергии, не имеющие прямого пути биохимической конвертации в глюкозу, используются печенью для синтеза аденозинтрифосфатов (АТФ) и в последующем задействуются в процессах энергетического обеспечения глюконеогенеза (процесса образования глюкозы в организме клетками печени и, в незначительной мере, корковым веществом почек), ресинтеза глюкозы из молочной кислоты, а также энергетического обеспечения синтеза гликогена из мономеров глюкозы.
Свыше 90% растворимых низкомолекулярных углеводов, содержащихся в крови живых организмов, приходится на глюкозу. Оставшиеся несколько процентов составляют фруктоза, мальтоза, манноза, пентоза, связанные с белками полисахариды, а в случае развития каких-либо патологических процессов – еще и галактоза.
Наиболее интенсивное потребление глюкозы в организме происходит в тканях центральной нервной системы, в эритроцитах, а также в мозговом веществе почек.
Основной формой хранения глюкозы в организме является гликоген – полисахарид, образующийся из ее остатков. Мобилизации гликогена в организме начинается, когда снижается количество содержащейся в клетках и, следовательно, в крови, свободной глюкозы. Синтез гликогена происходит практически во всех тканях организма, однако, наибольшее его количество содержится в печени и скелетных мышцах. Процесс накопления гликогена в мышечной ткани начинается в периоды восстановления после физических нагрузок, в особенности после приема пищи, богатой углеводами. В печени же он накапливается непосредственно после еды или при гипергликемии.
Однако, энергии, которая высвобождается вследствие «сгорания» гликогена, у среднестатистического человека со средним физическим развитием при достаточно бережном ее расходовании хватает не более, чем на одни сутки. Поэтому гликоген – это своего рода «аварийный резерв» организма, рассчитанный на экстренные ситуации, когда по какой-то причине прекращается поступление глюкозы в кровь (в том числе во время вынужденных ночных голоданий и в интервалах между приемами пищи). В таких случаях наибольшая доля потребления глюкозы в организме приходится на головной мозг Глюкоза вообще является единственным энергетическим субстратом, обеспечивающим его жизнедеятельность. Это связано с тем, что клетки головного мозга не обладают способностью самостоятельно синтезировать ее.
Использование глюкозы в организме, полученной вследствие распада гликогена, начинается примерно спустя три часа после приема пищи, сразу же после него вновь начинается процесс накопления. Дефицит глюкозы проходит для человека относительно безболезненно и без серьезных негативных последствий в тех случаях, когда в течение суток ее количество удается нормализовать при помощи питания.
Физиологическая регуляция уровня глюкозы в организме
Способность организма сохранять нормальную концентрацию глюкозы в крови представляет собой один из наиболее совершенных механизмов поддержания относительного постоянства внутренней среды (гомеостаза), которыми он наделен. Его нормальное функционирование обеспечивается:
- Печенью;
- Отдельными гормонами;
- Внепеченочными тканями.
Регуляция уровня глюкозы в крови осуществляется продуктами 30-40 генов. Благодаря их взаимодействию необходимая концентрация глюкозы поддерживается даже тогда, когда продукты, являющиеся ее источником, включаются в рацион нерегулярно и неравномерно.
В интервале между приемами пищи количество содержащейся глюкозы находится в пределах от 80 до 100 мг/100 мл. После приема пищи (в особенности, содержащей большое количество углеводов) этот показатель составляет 120-130 мг/100 мл. В периоды голодания уровень глюкозы в организме опускается до отметки в 60-70 мг/100 мл. Понижению его могут также способствовать процессы метаболического распада, в особенности, в стрессовых ситуациях, при увеличении уровня физической активности, а также при повышении температуры тела.
Нарушение толерантности к глюкозе
Нарушение толерантности к глюкозе является предпосылкой развития некоторых заболеваний (например, сахарный диабет II типа) или комплексного нарушения функции сердечнососудистой системы и обменных процессов (так называемый метаболический синдром). При нарушениях углеводного обмена и развитии метаболического синдрома могут возникнуть осложнения, способные преждевременно привести к смерти человека. Среди них наиболее часто встречаются гипертония и инфаркт миокарда.
Толерантность к глюкозе, как правило, нарушается на фоне других патологических процессов в организме. В значительной мере этому способствуют:
- повышение уровня артериального давления;
- повышенный показатель холестерина;
- повышенный показатель триглицеридов;
- повышение уровня липопротеидов низкой плотности;
- снижение уровня холестерина липопротеидов высокой плотности.
Для того чтобы снизить вероятность нарастания нарушений, пациентам рекомендуется соблюдать ряд мер, среди которых контроль массы тела (в частности, при необходимости, ее снижение), включение в рацион питания здоровой пищи, повышение уровня физической активности, здоровый образ жизни.
Глюкоза в организме выполняет роль топлива. Это главный источник энергии для клеток, и способность клеток функционировать нормально во многом определяется их способностью усваивать глюкозу. Она попадает в организм с пищей. Продукты питания расщепляются в желудочно-кишечном тракте до молекул, после чего глюкоза и некоторые другие продукты расщепления всасываются, а неусвоенные остатки (шлаки) выводятся с помощью выделительной системы.
Для того, чтобы глюкоза в организме усваивалась, некоторым клеткам нужен гормон поджелудочной железы – инсулин. Инсулин принято сравнивать с ключом, который открывает глюкозе дверь в клетку, и без которого она не сможет туда проникнуть. Если инсулина нет, большая часть глюкозы остается в крови в неусвоенном виде, а клетки при этом голодают и слабеют, а затем гибнут от голода. Такое состояние называется сахарным диабетом.
Часть клеток организма является инсулинонезависимыми. Это означает, что в них глюкоза усваивается напрямую, без инсулина. Из инсулинонезависимых клеток состоят ткани мозга, красных кровяных телец и мышц – вот почему при недостаточном поступлении глюкозы в организм (то есть при голоде) человек довольно скоро начинает испытывать затруднения с умственной деятельностью, становится анемичным и слабым.
Однако гораздо чаще современные люди сталкиваются не с недостатком, а с избыточным поступлением глюкозы в организм в результате переедания. Избыток глюкозы преобразуется в гликоген, своеобразный «консервный склад» клеточного питания. Большая часть гликогена хранится в печени, меньшая часть – в скелетных мышцах. Если человек длительно не принимает пищу, запускается процесс расщепления гликогена в печени и мышцах, и ткани получают необходимую глюкозу.
Если глюкозы в организме так много, что она уже не может быть использована ни на нужды тканей, ни утилизирована в гликогеновые депо, образуется жир. Жировая ткань также является «складом», но извлечь глюкозу из жира организму гораздо труднее, чем из гликогена, этот процесс сам требует энергии, вот почему похудеть так сложно. Если нужно расщепить жир, то желательно присутствие… правильно, глюкозы, для обеспечения энергозатрат.
Этим объясняется тот факт, что диеты для похудения должны включать в себя углеводы, но не любые, а трудноусваиваемые. Они расщепляются медленно, и глюкоза в организм попадает небольшими количествами, сразу используемыми на обеспечение нужд клеток. Легкоусваиваемые углеводы вбрасывают в кровь сразу чрезмерное количество глюкозы, ее так много, что она сразу подлежит утилизации в жировые депо. Таким образом, глюкоза в организме крайне необходима, но обеспечивать организм глюкозой необходимо разумно.
Нашли ошибку в тексте? Выделите ее и нажмите Ctrl + Enter.
Знаете ли вы, что:
Люди, которые привыкли регулярно завтракать, гораздо реже страдают ожирением.
Образованный человек меньше подвержен заболеваниям мозга. Интеллектуальная активность способствует образованию дополнительной ткани, компенсирующей заболевшую.
Упав с осла, вы с большей вероятностью свернете себе шею, чем упав с лошади. Только не пытайтесь опровергнуть это утверждение.
Когда влюбленные целуются, каждый из них теряет 6,4 ккалорий в минуту, но при этом они обмениваются почти 300 видами различных бактерий.
Для того чтобы сказать даже самые короткие и простые слова, мы задействуем 72 мышцы.
Вес человеческого мозга составляет около 2% от всей массы тела, однако потребляет он около 20% кислорода, поступающего в кровь. Этот факт делает человеческий мозг чрезвычайно восприимчивым к повреждениям, вызванным нехваткой кислорода.
Кариес – это самое распространенное инфекционное заболевание в мире, соперничать с которым не может даже грипп.
Большинство женщин способно получать больше удовольствия от созерцания своего красивого тела в зеркале, чем от секса. Так что, женщины, стремитесь к стройности.
Многие наркотики изначально продвигались на рынке, как лекарства. Героин, например, изначально был выведен на рынок как лекарство от детского кашля. А кокаин рекомендовался врачами в качестве анестезии и как средство повышающее выносливость.
Существуют очень любопытные медицинские синдромы, например, навязчивое заглатывание предметов. В желудке одной пациентки, страдающей от этой мании, было обнаружено 2500 инородных предметов.
Желудок человека неплохо справляется с посторонними предметами и без врачебного вмешательства. Известно, что желудочный сок способен растворять даже монеты.
Американские ученые провели опыты на мышах и пришли к выводу, что арбузный сок предотвращает развитие атеросклероза сосудов. Одна группа мышей пила обычную воду, а вторая – арбузный сок. В результате сосуды второй группы были свободны от холестериновых бляшек.
В четырех дольках темного шоколада содержится порядка двухсот калорий. Так что если не хотите поправиться, лучше не есть больше двух долек в сутки.
Ученые из Оксфордского университета провели ряд исследований, в ходе которых пришли к выводу, что вегетарианство может быть вредно для человеческого мозга, так как приводит к снижению его массы. Поэтому ученые рекомендуют не исключать полностью из своего рациона рыбу и мясо.
Даже если сердце человека не бьется, то он все равно может жить в течение долгого промежутка времени, что и продемонстрировал нам норвежский рыбак Ян Ревсдал. Его "мотор" остановился на 4 часа после того как рыбак заблудился и заснул в снегу.
Многие помнят фразу: «Крым - всесоюзная здравница». На просторах бывшего Советского союза, а теперь и СНГ, от Балтийского моря до Тихого океана, вряд ли найдутс...
Название «углеводы» сохранилось с тех времен, когда строение этих соединений еще не было известно, но был установлен их состав, которому соответствует формула Cn(H 2 O) m . Поэтому углеводы относили к гидратам углерода, т.е. к соединениям углерода и воды – «углеводам». В наше время большинство углеводов выражают формулой C n H 2n O n .
1. Углеводы используются с глубокой древности - самым первым углеводом (точнее смесью углеводов), с которой познакомился человек, был мёд.
2. Родиной сахарного тростника является северо-западная Индия-Бенгалия. Европейцы познакомились с тростниковым сахаром благодаря походам Александра Македонского в 327 г. до н.э.
3. Свекловичный сахар в чистом виде был открыт лишь в 1747 г. немецким химиком А. Маргграфом.
4. Крахмал был известен ещё древним грекам.
5. Целлюлоза, как составная часть древесины, используется с глубокой древности.
6. Термин слова “сладкий” и окончание - оза- для сахаристых веществ было предложено французским химиком Ж. Дюла в 1838 г. Исторически сладость была главным признаком, по которому то или иное вещество относили к углеводам.
7. В 1811 г. русский химик Кирхгоф впервые получил глюкозу гидролизом крахмала, а впервые правильную эмпирическую формулу глюкозы предложил шведский химик Я. Берцемус в 1837 г. С 6 Н 12 О 6
8. Синтез углеводов из формальдегида в присутствии Са(ОН) 2 был произведён А.М. Бутлеровым в 1861 г.
Глюкоза является бифункциональным соединением, т.к. содержит функциональные группы – одну альдегидную и 5 гидроксильных. Таким образом, глюкоза - многоатомный альдегидоспирт.
Структурная формула глюкозы имеет вид:
Сокращённая формула имеет вид:
Молекула глюкозы может существовать в трех изомерных формах, причем две из них являются циклическими, одна – линейной.
Все три изомерных формы находятся в динамическом равновесии между собой:
циклическая [(альфа-форма) (37%)] <--> линейная (0,0026%) <--> циклическая [(бета-форма) (63%)]
Циклические альфа- и бета- формы глюкозы представляют собой пространственные изомеры, отличающиеся положением полуацетального гидроксила относительно плоскости кольца. В альфа-глюкозе этот гидроксил находится в транс-положении к гидроксиметильной группе -СН 2 ОН, в бета-глюкозе – в цис-положении.
Химические свойства глюкозы:
Свойства, обусловленные наличием альдегидной группы:
1. Реакции окисления:
а) с Cu(OH) 2:
C 6 H 12 O 6 + Cu(OH) 2 ↓ ------> ярко-синий раствор
2.Реакция восстановления:
c водородом H 2:
В этой реакции может принимать участие лишь линейная форма глюкозы.
Свойства обусловленные наличием нескольких гидроксильных групп (ОН):
1. Реагирует с карбоновыми кислотами с образованием сложных эфиров
(пять гидроксильных групп глюкозы вступают в реакцию с кислотами):
2. Как многоатомный спирт реагирует с гидроксидом меди (II) c образованием алкоголя-та меди (II):
Специфические свойства
Большое значение имеют процессы брожения глюкозы, происходящие под действием органических катализаторов-ферментов (они вырабатываются микроорганизмами).
а) спиртовое брожение (под действием дрожжей):
б) молочнокислое брожение (под действием молочнокислых бактерий):
г) лимоннокислое брожение:
д) ацетон-бутанольное брожение:
Получение глюкозы
1.Синтез глюкозы из формальдегида в присутствии гидроксида кальция (ре-акция Бутлерова):
2. Гидролиз крахмала (реакция Киргофа):
Биологическое значение глюкозы, её применение
Глюкоза
- необходимый компонент пищи, один из главных участников обмена веществ в организме, очень питательна и легко усваивается. При её окислении выделяется больше трети используемой в организме энергий ресурс - жиры, но роль жиров и глюкозы в энергетике разных органов различна. Сердце в качестве топлива используется жирные кислоты. Скелетным мышцам глюкоза нужна для “запуска”, а вот нервные клетки, в том числе и клетки головного мозга работают только на глюкозе. Их потребность составляет 20-30% вырабатываемой энергии. Нервным клеткам энергия нужна каждую секунду, а глюкозу организм получает при приёме пищи. Глюкоза легко усваивается организмом, поэтому ее используют в медицине в качестве укрепляющего лечебного средства. Специфические олигосахариды определяют группу крови. В кондитерском деле для изготовления мармелада, карамели, пряников и т.д. Большое значение имеют процессы брожения глюкозы. Так, например, при квашении капусты, огурцов, молока происходит молочнокислое брожение глюкозы, также как и при силосовании кормов. На практике используется и спиртовое брожение глюкозы, например, при производстве пива.
Углеводы действительно самые распространенные органические вещества на Земле, без которых невозможно существование живых организмов. В живом организме в процессе метаболизма глюкоза окисляется с выделением большого количества энергии: