Copyright © pohodanovapec.cz 
Glukóza, někdy označovaná jako hroznový cukr, je jednoduchý cukr (monosacharid), jenž představuje jeden z nejvýznamnějších zdrojů energie pro živé organismy. Tato chemická látka s anglickým názvem glucose a systematickým názvem 6-(hydroxymethyl)oxan-2-ol, je známá pod chemickým vzorcem C₆H₁₂O₆. Glukóza se přirozeně vyskytuje v ovoci, zelenině a dalších rostlinných zdrojích, kde vzniká prostřednictvím fotosyntézy.
Glukóza (CAS číslo: 50-99-7) je ve své běžné formě bílá, krystalická, bez zápachu, sladce chutnající látka, která je dobře rozpustná ve vodě. Vyskytuje se především jako α-D-glukopyranóza, tj. cyklická forma se šestičlenným pyranózovým kruhem. Má bod tání přibližně 146 °C. V přírodě je glukóza základní součástí sacharidového metabolismu a může být spojena do disacharidů (např. sacharóza či laktóza) nebo polysacharidů (škrob, celulóza, glykogen).
Glukóza se využívá v mnoha oblastech, především ve výživě, medicíně a průmyslu. V potravinářství slouží nejen jako sladidlo, ale také jako zdroj rychlé energie, často v podobě sirupů nebo tablet. V lékařství se glukózové roztoky používají pro infuzní terapie při dehydrataci, šoku nebo hypoglykemii. V biochemii a laboratořích je glukóza důležitým substrátem v kultivacích buněk nebo mikroorganismů. V potravinářské technologii se používá ve formě glukózového sirupu - částečně hydrolyzovaného škrobu - který napomáhá textuře, stabilitě a sladkosti potravinových výrobků. Je součástí bonbonů, nápojů, zmrzlin a pečiva.
Glukóza přirozeně vzniká během procesu fotosyntézy v rostlinách, kdy rostliny přeměňují oxid uhličitý a vodu na cukr za pomoci sluneční energie. Průmyslově se glukóza nejčastěji vyrábí enzymatickou hydrolýzou škrobu, především kukuřičného nebo pšeničného. Tento proces zahrnuje štěpení dlouhých škrobových řetězců pomocí enzymů, jako jsou α-amylázy a glukoamylázy, na volné glukózové molekuly. Glukóza je pro člověka i většinu živočichů zcela netoxická a biologicky odbouratelná. Z ekologického hlediska nepředstavuje glukóza žádné riziko - je rychle rozkládána mikroorganismy a nezatěžuje životní prostředí škodlivými zbytky.
Glukóza byla poprvé izolována v 18. století z rozinek a do hloubky studována v 19. století německým chemikem Emilem Fischerem, jenž se rovněž zasloužil o objasnění struktury monosacharidů. V běžném životě se s glukózou setkáváme častěji, než si myslíme - nejen v potravinách, ale i v některých ekologických čisticích prostředcích, kde hraje roli derivát (například v podobě glukonátu sodného, používaného jako sekvestrant v mycích prostředcích). Glukóza hraje také významnou roli ve sportovní výživě. Glukóza je nenahraditelný přírodní cukr, který má zásadní biologickou funkci i rozmanité průmyslové využití. Od energetického paliva pro lidské buňky přes využití v laboratorních kulturách po aplikace v potravinářství a farmacii - glukóza je klíčem k porozumění metabolismu a udržitelnému chemickému inženýrství.
Glukóza je látka, která se přirozeně vyskytuje v lidském těle a je jedním ze základních monosacharidů, které lidský organismus využívá k získávání energie. S trochou nadsázky se glukóza dá označit za „univerzální energetickou měnu“ organismu, neboť přímo vstupuje do reakcí, ve kterých se uvolňují energeticky bohaté látky, z nichž tělo získává potřebnou energii. Pro některé buňky (například červené krvinky nebo nervové buňky) je glukóza nenahraditelným zdrojem energie. V těle je glukóza uložena v játrech a ve svalech ve formě glykogenu, aby byla v případě potřeby rychle k dispozici.
Obrázek: Chemická struktura glukózy. V levé části obrázku jsou barevně odlišeny atomy různých chemických prvků: uhlíku (šedá), kyslíku (červená) a vodíku (bílá). V pravé části obrázku konec každé úsečky (není-li na ní zakreslen atom jiného chemického prvku, např. kyslíku) znázorňuje jeden atom uhlíku. Poznámka: Znázorněná molekula v levé části obrázku není orientována stejným směrem jako chemický vzorec v pravé části obrázku.
Glukóza je univerzální energetický substrát - oxidací jednoho gramu glukózy získáme přibližně 17 kJ, tj. 4 kcal. Značný význam má fakt, že naše buňky z ní dovedou získávat energii i za nepřítomnosti O2 - toto ji odlišuje od ostatních živin. Některé buňky, například erytrocyty či buňky CNS, na glukóze dokonce striktně závisí. Zdůrazněme si zde fakt, že pyruvátdehydrogenázová reakce (PDH) je nevratná, a proto nelze syntetizovat glukózu z mastných kyselin.
Glykémie označuje koncentraci glukózy v krvi. Její normální hladina nalačno činí 3,3-5,6 mmol/l, po jídle však může přechodně vystoupit až na 7,0 mmol/l. Za fyziologických okolností se glukóza nevylučuje močí. Pokud glykémie překročí hodnotu 10 mmol/l, hovoříme o glykosurii.
Glukóza v potravě se vyskytuje buď volná, nebo jako součást disacharidů či polysacharidů. Rozklad jaterního glykogenu zajišťuje zásobování během období mezi jídly. Glukoneogeneze z C3 a C4 látek (laktát, glycerol, většina aminokyselin) je zdrojem glukózy při dlouhodobém lačnění nebo při patologických podmínkách.
Glukóza je transportována do buněk usnadněnou difuzí prostřednictvím glukózových transporterů (GLUT1-7). Z nich pouze GLUT4 je závislý na inzulinu a jeho expozice na membráně zvyšuje příjem glukózy v inzulin-dependentních tkáních (sval, tuková tkáň). V enterocytech a proximalních tubulích ledvin se glukóza vstřebává aktivním transportem spolu s Na+ (SGLT-1 a SGLT-2).
Glykolýza (Embden-Meyerhof-Parnasová dráha) je základní katabolický děj v cytoplazmě všech buněk. Z jedné molekuly glukózy glykolýzou vznikají dvě molekuly pyruvátu nebo lactátu, spolu s ATP a NADH. Proces probíhá za aerobních i anaerobních podmínek. Glukokináza (v hepatocytech a β-buňkách pankreatu) má vysokou hodnotu KM a uplatňuje se převážně po jídle, zatímco hexokináza bývá aktivní i při nízkých koncentracích glukózy. Regulaci v glykolýze zajišťují tři klíčové enzymy: 6-fosfofrukto-1-kináza, pyruvátkináza a hexokináza.
V pyruvátu mohou být zvažovány dva osud: za aerobních podmínek do mitochondrií dojde k jeho transformaci na acetyl-CoA a dále do Krebsova cyklu, zatímco za anaerobních podmínek je pyruvát redukován na laktát a regeneruje se NAD+. Erytrocyty obsahují odbočku glykolýzy (2,3-BPG shunt), která snižuje afinita hemoglobinu ke kyslíku a modifikuje schopnost transportu kyslíku.
Glukoneogeneze je proces tvorby glukózy z necukerných prekurzorů (laktát, pyruvát, glycerol, aminokyseliny). Probíhá v játrech, ledvinách a enterocytech, a je energeticky náročná (six makroergických fosfátů na jednu molekulu glukózy). Bypass dráh glykolýzy (1-3) umožňují obstát některým krokům pouze odlišnými enzymy, například pyruvát karboxylázou na oxalacetát a následnou úpravou na glukózu-6-fosfát a volnou glukózu prostřednictvím glukóza-6-fosfatázy.
Glukóza slouží také jako zdroj pro syntézu nukleotidů a nukleových kyselin a ve formě glukóza-6-fosfátu vstupuje do pentózového cyklu pro produkci NADPH, ribóz a dalších derivátů. Verní látky jako sorbitol mohou vznikat redukcí glukózy a při nadbytku mohou ovlivňovat osmotickou rovnováhu např. v oka.
Balzamikový ocet: recept bez cukru a tipy
| Proces | Hlavní kroky | Výstup |
|---|---|---|
| Glykogenolýza | Rozklad glykogenu v játrech mezi jídly | Glukóza uvolněná do krve |
| Glykolýza | Rozklad glukózy na pyruvát/laktát | ATP, NADH, pyruvát nebo laktát |
| Gluconeogeneze | Obcházení ireverzibilních kroků glykolýzy | Nová glukóza z necukerných prekurzorů |
| Transport glukózy | GLUT transportéry; SGLT aktivní transport | Vstup glukózy do buněk |
Hodnoty a parametry glykemie: normální hladina nalačno 3,3-5,6 mmol/l, po jídle až do 7,0 mmol/l; ledvinný práh kolem 10 mmol/l; nadnášející riziko glykosurie při vyšších hodnotách. Glykogen v játrech slouží jako zásoba glukózy pro extrahepatální tkáně. Přepínání mezi inzulinem a glukagonem řídí rychlost sekrece inzulinu a glukagonu, čímž se reguluje rychlost glykolýzy a glukoneogeneze.
Glukóza je důležitá i pro sportovní výživu a metabolické procesy během cvičení: z jedné molekuly glukózy lze získat až 36-38 molekul ATP v aerobním režimu (včetně Krebsova cyklu a dýchacího řetězce). Pro realizaci tohoto energetického zisku mají významné roli enzymy a metabolické větve jako hexokináza, glukokináza a regulační molekuly (fruktóza-2,6-bisfosfát).
tags: #molekula #glukózy #chemická #struktura #a #vlastnosti
Copyright © pohodanovapec.cz
