SkanR

Glukoza (cukier gronowy, dekstroza) występuje w organizmach roślinnych (produkt fotosyntezy) w formie wolnej (np. w owocach winogron, agrestu, berberysu) lub w postaci disacharydów (sacharoza, maltoza, celobioza). Glukoza jest monomerem polisacharydów (glikogen, skrobia) oraz składnikiem licznych glikozydów.

Glukoza stanowi podstawowy składnik energiodajny. Jest łatwo absorobowana po podaniu doustnym. Zmniejsza zapotrzebowanie na metabolizm tłuszczów, zapobiega ketonemii i kwasicy przez zwiększenie ilości glikogenu w wątrobie. Przy niedostatecznej podaży glukozy w pożywieniu uintensywnia się utlenianie tłuszczów w organizmie i wzrasta stężenie pośrednich produktów beta-oksydacji (kwas hydroksymasłowy i acetooctowy). Produkty te kumulują się we krwi, powodując ketonemię.

Glukoza jest odżywka energetyczną mięśni, wzmacnia skurcze serca, rozszerza naczynia wieńcowe, działa moczopędnie. W medycynie sportowej jest stosowana jako środek ogólnie tonizujący (w stanach wyczerpania, przy długotrwałych wysiłkach fizycznych, po przetrenowaniu). W komórkach ulega aktywacji przechodząc w fosfocukry (np. glukozo-6-fosforan). Po aktywacji może przekształcać się w inne cukry proste. Magazynowana jest głównie w wątrobie i w mięśniach (glikogen). Ulega glikolizie do kwasu pirogronowego i mlekowego dostarczając ATP. Prawidłowe stężenie D-glukozy (prawoskrętnej) we krwi wynosi 3,6-6,1 mmol/1 (0,7-1,1 g/1).

Glukoza jest aldozą (aldoheksoza). Ten cukier prosty wykazuje wpływ redukujący dzięki obecności w cząsteczce grupy karbonylowej =CO, w formie aldehydowej - -CHO. Grupa aldehydowa ulega utlenieniu w środowisku zasadowym.

Fruktoza (lewuloza) powstaje w drodze izomeryzacji z glukozy. Występuje w miodzie, w owocach (łac. fructus - owoc) i w spermie. Składnik sacharozy i polisacharydu - inuliny. W organizmie zwierząt występuje w formie aktywnej, ufosforylowanej jako ffuktozo-6-fosforan, fruktozo-1-fosforan i fruktozo-1,6-difosforan (pośrednie metabolity glikolizy i glukoneogenezy). W przewodzie pokarmowym wchłaniana jest wolniej niż glukoza. Jest jednak szybciej metabolizowana i bez udziału insuliny. Przyspiesza metabolizm etanolu, co zostało wykorzystane w lecznictwie przy zatruciu alkoholowym. Nie zwiększa stężenia glukozy we krwi.

Galaktoza jest składnikiem budulcowym cukru mlekowego - laktozy i wielocukrów roślinnych (hemicelulozy, galaktany). Wchodzi w skład śluzów i gum roślinnych. W organizmie człowieka występuje w formie aktywnej: galaktozo-1 -fosforan i UDP-galaktoza. Jest przekształcana w UDP-glukozę lub utleniana do kwasu UDP-galakturonowego. Niezbędna do syntezy glikolipidów.

Właściwości redukujące posiadają także cukry z grupa ketonową =C=0, czyli ketozy. Należy tutaj fruktoza. Redukuje ona miedź dwuwartościową na miedź jedno wartościową w reakcji Fehlinga. Za pomocą tej reakcji można wykryć obecność cukrów redukujących w materiale tkankowym i w miodzie. Zarówno glukoza jak i fruktoza gromadzone są w owocach.

Pod wpływem stężonych kwasów (H2SO4, HC1, CH3COOH) heksozy tworzą 5-hydroksymetylenofurfural. Aldehydowe pochodne furanu kondensują ze związkami fenolowymi: tymol, rezorcyna, alfa-naftol, floroglucyna, np. reakcja Molischa (powstaje wówczas barwny triarylometan z układem chinoidowym). Związki fenolowe zawierające 1 grupę -OH (naftol, tymol) wytwarzają z furfuralem związki triarylometanowe. Natomiast związki fenolowe posiadające kilka grup -OH (floroglucyna, orcyna, rezorcyna) dają w reakcji z furfuralem związki ksantenowe.

Ketozę - fruktozę możemy wykryć w materiale roślinnym (owoce) i w miodzie, przeprowadzając reakcję Seliwanowa.

Glikogen. Jest to polisacharyd zbudowany z cząsteczek alfa-D-glukozy, połączonych wiązaniami alfa-1-4- i alfa-l-6-glikozydowymi. Struktura przypomina amylopektynę, bowiem cząsteczka jest krzaczkowato rozgałęziona. Rozgałęzienia występują co 8-12 reszt glukozowych. Masa cząsteczkowa wynosi od 1 min do 5 min. Stanowi podstawowy związek zapasowy (energiodajny) zwierząt, rzadziej roślin (obecny jest u niektórych roślin, np. glistnika Chelidonium, kuklika Geum). Ponadto syntetyzowany przez bakterie, glony i grzyby.

W mięśniach występuje około 0,6-1%, a w wątrobie 6- 8% glikogenu. Pomimo tak dużej cząsteczki jest rozpuszczalny w wodzie (pęcznieje w zimnej wodzie). Płyn Lugola zabarwia go na czerwono lub brunatno. W razie niedoboru glukozy we krwi następuje uaktywnienie rezerw węglowodanów w formie glikogenu. W procesie fosforolizy czyli glikogenolizy zachodzi odłączanie cząsteczek glukozy od łańcucha glikogenu. Reakcję katalizuje fosforylaza glikogenowa:

(CJ-łuOs),, — +Pi—fosforylaza glikogenowa-> glukozo-1-fosforan — fosfoglukomutaza—» glukozo-6-fosforan— odjęcie Pi —

glukozo-6-fosfataza —> glukoza C6H12O6

Skrobia (amylum) - polisacharyd (glukan) zbudowany z alfa-D-glukozy. Cząsteczki glukozy połączone są wiązaniami alfa-glikozydowymi (zatem reszty glukozowe są połączone w wiązaniami 1-4; oznacza to, że atom węgla pierwszego C-l jednego pierścienia połączony jest z atomem węgla czwartego C-4 drugiego pierścienia). Cząsteczka skrobi na jednym końcu posiada glikozydowy atom C-l, a na drugim końcu atom C-4. Na jednym z końców występuje więc cząsteczka glukozy mająca wolną grupę redukującą. Przy udziale enzymu fosforylazy = alfa-l-4-glikofosforylazy (fosforoliza - rozkład skrobi i glikogenu do glukozo-1-fosforanu) cząsteczka skrobi jest trawiona poczynając od końca łańcucha pozbawionego grupy redukującej. Cząsteczka skrobi jest równomiernie skręcona, przy czym każdy skręt obejmuje 6 cząsteczek glukozy. W skład skrobi wchodzą dwie frakcje: amyloza i amylopektyna.

Amy łoza (20-35%) zbudowana jest z nierozgałęzionych łańcuchów (struktura linearna) złożonych z 200-1000 cząsteczek glukozy, połączonych wiązaniami alfa-l-4-glikozydowymi. Masa cząsteczkowa około 150 000

Amylopektyna zbudowana jest z 1200-3600 reszt glukozy połączonych w łańcuchy rozgałęzione, przy czym rozgałęzienia utworzone są przez wiązania alfa-l-6-glikozydowe. Masa cząsteczkowa - około 1 min.

Hydrolizę enzymatyczna skrobi przeprowadzają enzymy zwane ogólnie amylazami (alfa-, beta- i gamma).

Alfa-amylazy (endoamylazy) rozkładają skrobię do dekstryny, a potem do maltozy i izomaltozy. Występuje w ślinie.

Beta-amylazy (egzoamylazy) trawią skrobię do maltozy (hydroliza co drugiego wiązania glikozydowego). W amylopektynie odcinają łańcuchy boczne (dając amylodekstrynę). Gamma-amylazy trawią skrobię do glukozy.

W wyniku hydrolizy kwasowej skrobi początkowo uzyskuje się dekstryny, których masa cząsteczkowa stopniowo obniża się. Wreszcie wydziela się maltoza i glikoza:

(C₆HioOj)d — H2O, H+ —» amylodekstryny —> H₂0, H+ —> erytrodekstryny —H2O, H+-> achrodekstryny —H2O, H+-» maltoza

C12H22O11 —H₂0, H+ —> glukoza C₆H,₂0₆

Amylodekstryny zabarwiają się płynem Lugola na niebiesko. Erytrodekstryny pod wpływem odczynnika Lugola przybierają barwę czerwoną natomiast achrodekstryny zabarwienia nie wykazują.

Amylopektyna nie jest rozpuszczalna w wodzie (jedynie pęcznieje), podczas gdy amyloza rozpuszcza się w gorącej wodzie tworząc zol koloidalny.

U roślin skrobia jest gromadzona w plastydach, głównie w leukoplastach. Wypełniony leukoplast ziarnami skrobi nosi nazwę amyloplastu.

^ sKtoŁ,' iLt,UioOsV*- 1'HłG"'’    -7 >,UtUa.06