GLUCOZA SURSA ENERGETICA A ORGANISMULUI

Pentru a intelege valoarea energetica a glucziei si rolul ei trebuie mai intai sa pornim de la compozitia sa chimica. Ea este compusul organic, aparţinând clasei zaharidelor si are formula chimică C6H12O6.

Glucoza are patru centre optice, deci teoretic glucoza poate avea 15 stereoizomeri optici. Doar şapte dintre aceştia sunt găsiţi în natură, iar dintre ei, cei mai importanţi sunt galactoza (Gal) şi manoza (Man). Aceşti opt izomeri (incluzând şi glucoza) sunt toţi diastereoizomeri unul faţă de celălalt .

Propietati fizice

Glucoza este o substanţă solidă, cristalizată, incoloră şi solubilă în apă. Are un gust dulce. Punctul său de topire este foarte ridicat, deoarece între numeroasele sale grupări hidroxil (-OH) se formează multe legături de hidrogen. Când sunt încălzite, toate monozaharidele (nu numai glucoza) se descompun înainte de a se topi, în carbon şi apă, reacţie numită carbonizare. Glucoza are 75% din puterea de îndulcire a fructozei (care este luată ca unitate). Naturală

Glucoza este unul dintre produşii de fotosinteză a plantelor şi a unor procariote. Se găseşte îndeosebi în sucul fructelor dulci ale plantelor.La animale şi ciuperci, glucoza este rezultatul descompunerii glicogenului, proces numit glicogenoliză.

Industrială

La scară industrială, glucoza se obţine prin hidroliza amidonului în mediu acid:

Multe culturi pot fi folosite ca sursă pentru amidon: porumbul, orezul, grâul, cartofii sunt utilizaţi la scară largă în toată lumea.

Procesul enzimatic are două etape. Pe durata a 1-2 ore, la aproximativ 100 °C, enzimele descompun amidonul în carbohidraţi mai mici. Unele variaţiuni ale acestui proces încălzesc amidonul la aproximativ 130 °C sau mai mult de câteva ori. Astfel se îmbunătăţeşte solibilitatea amidonului în apă, dar se dezactivează enzimele, aşa că enzime noi trebuie adăugate în amestec după fiecare încălzire.

În a doua etapă, numită zaharificare, amidonul parţial hidrolizat este hidrolizat complet până la glucoză

1

Sursa de energie

Plantele pot sintetiza glucoza din dioxid de carbon şi apă, în urma procesului de fotosinteză.Animalele şi omul, fie în mod direct, fie în mod indirect, trebuie să îşi procure glucoza pe seama

producţiei vegetale.Glucoza naturală (cea provenită din fructe, miere, legume, cereale integrale, etc.) este sănătoasă şi necesară proceselor metabolice. Glucoza concentrată, obţinută pe cale industrială, este o glucidă cu absorbţie rapidă, perturbând organismul. Glucoza este un combustibil esenţial în biologie. Carbohidraţii reprezintă sursa principală de energie pentru corpul uman, producând 4 kilocalorii (17 kilojouli) pe gram

Este distribuită în toate celulele şi fluidele organismului, cu excepţia urinei. Menţinerea glicemiei în limite constante este asigurată prin acţiunea antagonistă a doi hormoni ai pancreasului endocrin. Creşterea cantităii de glucoză în sânge este specifică diabetului zaharat.

Glucoza este esenţială în producerea proteinelor şi în metabolismul lipidelor. De asemenea, la cele mai multe plante şi animale, este un precusor pentru vitamina C (acid ascorbic).

Glucoza este folosită ca precursor la sinteza unor substanţe importante. Amidonul, celuloza şi glicogenul sunt polimeri (polizaharide) comuni ai săi. Lactoza - zahărul din lapte, este o dizaharidă compusă din glucoză şi galactoză.

Creierul, al doilea consumator de glucoză şi implicit de calorii după muşchi (excluzând  marele laborator, în care substanţele suferă permanent transformări - ficatul), utilizează exclusiv glucoza ca sursă energetică. Funcţia cerebrală şi exerciţiul intelectual intensifică oxidarea glucozei. Ficatul utilizează glucoza în special pentru sintetizarea glicogenului, dar şi, într-o măsură mai muică, pentru alte sinteze (lipide, alte glucide, proteine, etc.). De asemenea, tot la nivelul ficatului, din alte substanţe (glicerină, aminoacizi glucoformatori, etc.) se sintetizează glucoză.

Consumarea si digerarea glucidelor presupune un consum energetic pentru organism. Corpul arde calori pentru a transforma zaharurile in substante asimilabile. In ceea ce priveste glucidele, pierderea de energie este cu aproximativ 15%.

 Vitamina B17 (letril) este una dintre cele mai controversate "vitamine" ale acestui deceniu. Din punct de vedere chimic este o combinaţie a două molecule de glucoză (una de benzaldehidă şi una de acid cianhidric) numit amigdalină. În reţetele medicale e cunoscută sub numele de nitrilozidă şi se extrage din sâmburii de caisă. În majoritatea statelor americane nu este acceptată ca tratament pentru cazurile de cancer. A fost respinsă de Food and Drug Administration pe motiv că poate fi otrăvitoare din cauza conţinutului de acid cianhidric.

2

Catabolismul glucozei la om

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

CONCENTRATIA DE GLUCOZA

Utilizari

În industria alimentară la obţinerea produselor zaharoase, a siropurilor, ca înlocuitor al zahărului; În industria medicamentelor la obţinerea vitaminei C, a serului glucozat. Este folosită mai ales sub

formă de soluţii apoase perfuzabile. În funcţie de concentraţiile lor, acestea au acţiuni şi indicaţii diferite. Soluţiile sub 5 % sunt utilizate pentru diluarea unor medicamente, pentru hidratare sau ca substituent energetic. Soluţiile de concentraţii mai mari de 5 % (10, 20, 33, 40 %) sunt hipertonice realizează deshidratare tisulară, foarte utilă în edeme(retentie patologica de lichid in tesuturile organismului, in particular in tesutul conjunctiv). Pentru a evita efectele nefaste ale hiperglicemiei, de obicei oricărei perfuzii cu glucoză i se adaugă insulină.

Efecte negative

Diabetul zaharat este o boală cronică de metabolism, care se moşteneşte sau se dobândeşte în cursul vieţii şi care afectează predominant metabolismul glucidic, manifestându-se prin hiperglicemie (creşterea peste limitele normale a nivelului zahărului din sânge) şi glicozurie (eliminarea zahărului prin urină). Glucoza reprezintă zahărul din sânge astfel diabetul înseamnă un nivel ridicat, peste normal, al acesteia în sânge.

Diabetul apare când transportul de glucoză către celule este distrus. Sângele are rolul de a duce glucoza la toate celulele şi acestea îl fofosesc drept combustibil. După ce ajunge în celulă este metabolizată sau "arsă" dând celulei energie. Pentru toate celulele este principalul combustibil şi singurul pentru celulele nervoase (neuroni). Dacă glucoza nu ajunge în celulă în cantităţi normale se acumulează în sânge ducând la hiperglicemie. Când ajunge la un nivel ridicat se numeşte diabet.

Cauzele care duc la deficitul de insulină sunt factorii ereditari, infecţie cu virusuri (virusul urlian, Coxackie), alimentaţie neraţională, traumele psihice. Există două forme principale de diabet: tipul 1, în care tratamentul cu insulină este obligatoriu şi tipul 2 în care nu este necesar tratamentul insulinic.

Simptomele hiperglicemiei sunt pierderea rapidă în greutate, vomă, leşin, iar ale hipoglicemiei foame, tremurat, dureri de cap, comportament schimbător, transpiraţii, paloare. Nivelul normal de glucoză în sânge este 60 - 120 mg/dL.

Bibliografie: Biblia vitaminelor de Earl Mindell, Editura Elit Almanah Chimie, martie 1998; Manual Biologie cl. a-XII-a, Editura All; Manual chimie Cl. a - IX, X, XI - a, Editura Crepuscul;

3

4