L'utilisation du glucose dans la vie humaine - chimie. Quels sont les avantages et les inconvénients du glucose ?

Glucose signifie « sucré » en grec. Dans la nature, on le trouve en grande quantité dans les jus de baies et de fruits, y compris le jus de raisin, c'est pourquoi on l'appelle communément « sucre du vin ».

Histoire de la découverte

Le glucose a été découvert au début du XIXe siècle par le médecin, chimiste et philosophe anglais William Prout. Cette substance est devenue largement connue après qu'Henri Braccono l'ait extraite de la sciure de bois en 1819.

Propriétés physiques

Le glucose est une poudre cristalline incolore au goût sucré. Il est hautement soluble dans l'eau, l'acide sulfurique concentré et le réactif de Schweitzer.

Structure moléculaire

Comme tous les monosaccharides, le glucose est un composé hétérofonctionnel (la molécule contient plusieurs groupes hydroxyle et un groupe carboxyle). Dans le cas du glucose, le groupe carboxyle est l'aldéhyde.

La formule générale du glucose est C6H12O6. Les molécules de cette substance ont une structure cyclique et deux isomères spatiaux, les formes alpha et bêta. A l'état solide, la forme alpha prédomine à près de 100 %. En solution, la forme bêta est plus stable (elle en occupe environ 60 %). Le glucose est le produit final de l'hydrolyse de tous les poly- et disaccharides, c'est-à-dire que le glucose est obtenu de cette manière dans l'écrasante majorité des cas.

Obtention de la substance

Dans la nature, le glucose est produit par les plantes grâce à la photosynthèse. Examinons les méthodes industrielles et de laboratoire pour produire du glucose. En laboratoire, cette substance est le résultat de la condensation aldolique. Dans l’industrie, la méthode la plus courante consiste à obtenir du glucose à partir de l’amidon.

L'amidon est un polysaccharide dont les monoparties sont des molécules de glucose. Autrement dit, pour l'obtenir, il est nécessaire de décomposer le polysaccharide en monoparts. Comment se déroule ce processus ?

La production de glucose à partir d'amidon commence par le fait que l'amidon est placé dans un récipient contenant de l'eau et mélangé (lait d'amidon). Portez à ébullition un autre récipient d'eau. Il convient de noter qu'il devrait y avoir deux fois plus d'eau bouillante que de lait féculent. Pour que la réaction produisant du glucose se poursuive, un catalyseur est nécessaire. Dans ce cas, il s’agit d’eau salée ou la quantité calculée est ajoutée dans un récipient d’eau bouillante. Ensuite, le lait d'amidon est versé lentement. Dans ce processus, il est très important de ne pas obtenir de pâte ; si elle se forme, vous devez continuer à faire bouillir jusqu'à ce qu'elle disparaisse complètement. En moyenne, l'ébullition prend une heure et demie. Afin d'être sûr que l'amidon a été complètement hydrolysé, une réaction de haute qualité doit être réalisée. L'iode est ajouté à l'échantillon sélectionné. Si le liquide devient bleu, cela signifie que l'hydrolyse n'est pas complète, mais s'il devient brun ou rouge-brun, cela signifie qu'il n'y a plus d'amidon dans la solution. Mais cette solution ne contient pas seulement du glucose ; elle a été produite à l’aide d’un catalyseur, ce qui signifie qu’elle contient également de l’acide. Comment éliminer l'acide ? La réponse est simple : utiliser la neutralisation avec de la craie propre et de la porcelaine finement broyée.

La neutralisation est vérifiée. Ensuite, la solution obtenue est filtrée. Il n'y a qu'une chose à faire : le liquide incolore obtenu doit être évaporé. Les cristaux formés sont notre résultat final. Considérons maintenant la production de glucose à partir d’amidon (réaction).

Essence chimique du processus

Cette équation pour la production de glucose est présentée avant le produit intermédiaire - le maltose. Le maltose est un disaccharide constitué de deux molécules de glucose. On voit clairement que les méthodes de production de glucose à partir d'amidon et de maltose sont les mêmes. Autrement dit, pour poursuivre la réaction, nous pouvons poser l’équation suivante.

En conclusion, il convient de résumer les conditions nécessaires au succès de la production de glucose à partir d’amidon.

Les conditions nécessaires

catalyseur (acide chlorhydrique ou sulfurique);
température (au moins 100 degrés);
pression (assez atmosphérique, mais l'augmentation de la pression accélère le processus).

Cette méthode est la plus simple, avec un rendement élevé du produit final et des coûts énergétiques minimes. Mais il n'est pas le seul. Le glucose est également produit à partir de cellulose.

Dérivé de la cellulose

L'essence du processus est presque entièrement cohérente avec la réaction précédente.

La production de glucose (formule) à partir de cellulose est donnée. En réalité, ce processus est beaucoup plus compliqué et consommateur d’énergie. Ainsi, le produit qui entre dans la réaction est un déchet de l'industrie de transformation du bois, broyé en une fraction d'une granulométrie de 1,1 à 1,6 mm. Ce produit est traité d'abord avec de l'acide acétique, puis avec du peroxyde d'hydrogène, puis avec de l'acide sulfurique à une température d'au moins 110 degrés et un hydromodule de 5. La durée de ce processus est de 3 à 5 heures. Ensuite, l'hydrolyse à l'acide sulfurique a lieu pendant deux heures à température ambiante et hydromodule 4-5. Ensuite, une dilution avec de l'eau et une inversion se produisent pendant environ une heure et demie.

Méthodes de quantification

Après avoir examiné toutes les méthodes d'obtention du glucose, vous devez étudier les méthodes de détermination quantitative. Il existe des situations où seule une solution contenant du glucose doit participer au processus technologique, c'est-à-dire que le processus d'évaporation du liquide jusqu'à l'obtention de cristaux n'est pas nécessaire. La question se pose alors de savoir comment déterminer quelle concentration d'une substance donnée se trouve en solution. La quantité de glucose résultante dans la solution est déterminée par des méthodes spectrophotométriques, polarimétriques et chromatographiques. Il existe également une méthode de détermination plus spécifique - enzymatique (utilisant l'enzyme glucosidase). Dans ce cas, les produits de l'action de cette enzyme sont comptés.

Application de glucose

En médecine, le glucose est utilisé en cas d'intoxication (il peut s'agir d'une intoxication alimentaire ou d'une infection). Dans ce cas, la solution de glucose est administrée par voie intraveineuse à l'aide d'un compte-gouttes. Cela signifie qu’en pharmacie, le glucose est un antioxydant universel. Cette substance joue également un rôle important dans la détection et le diagnostic du diabète. Ici, le glucose agit comme un test de stress.

Le glucose occupe une place très importante dans l’industrie agroalimentaire et en cuisine. Séparément, le rôle du glucose dans la vinification, la production de bière et de clair de lune doit être souligné. Nous parlons d'une méthode telle que la production d'éthanol. Examinons ce processus en détail.

Obtenir de l'alcool

La technologie de production d'alcool comporte deux étapes : la fermentation et la distillation. La fermentation, quant à elle, est réalisée à l’aide de bactéries. En biotechnologie, on développe depuis longtemps des cultures de micro-organismes qui permettent d'obtenir le rendement maximal en alcool en un minimum de temps passé. Dans la vie de tous les jours, la levure de table ordinaire peut être utilisée comme assistants de réaction.

Tout d’abord, le glucose est dilué dans l’eau. Les micro-organismes utilisés sont dilués dans un autre récipient. Ensuite, les liquides obtenus sont mélangés, secoués et placés dans un récipient avec ce tube relié à un autre (en forme de U). L'extrémité du tube est versée au milieu du deuxième tube et fermée par un bouchon en caoutchouc avec une tige de verre creuse ayant une extrémité allongée.

Ce récipient est placé dans un thermostat à une température de 25-27 degrés pendant quatre jours. Un tube contenant de l'eau de chaux apparaîtra trouble, indiquant que le dioxyde de carbone a réagi avec lui. Dès que le dioxyde de carbone cesse d'être libéré, la fermentation peut être considérée comme terminée. Vient ensuite l’étape de distillation. En laboratoire, pour la distillation de l'alcool, on utilise des condenseurs à reflux - des appareils dans lesquels de l'eau froide s'écoule le long de la paroi extérieure, refroidissant ainsi le gaz résultant et le reconvertissant en liquide.

À ce stade, le liquide contenu dans notre récipient doit être chauffé à 85-90 degrés. De cette façon, l’alcool s’évaporera, mais l’eau ne sera pas portée à ébullition.

Mécanisme de production d'alcool

Considérons la production d'alcool à partir de glucose dans l'équation de réaction : C6H12O6 = 2C2H5OH + 2CO2.

Ainsi, on peut constater que le mécanisme de production d’éthanol à partir de glucose est très simple. De plus, il est connu de l’humanité depuis de nombreux siècles et a été amené presque à la perfection.

L'importance du glucose dans la vie humaine

Ainsi, ayant une certaine compréhension de cette substance, de ses propriétés physiques et chimiques et de son utilisation dans divers domaines industriels, nous pouvons conclure ce qu'est le glucose. Son obtention à partir de polysaccharides montre déjà clairement qu'en tant que composant principal de tous les sucres, le glucose est une source d'énergie irremplaçable pour l'homme. À la suite du métabolisme, l'acide adénosine triphosphorique est formé à partir de cette substance, qui est convertie en unité d'énergie.

Mais tout le glucose qui pénètre dans le corps humain n'est pas utilisé pour reconstituer l'énergie. Lorsqu'elle est éveillée, une personne ne convertit que 50 % du glucose reçu en ATP. Le reste est converti en glycogène et s'accumule dans le foie. Le glycogène se décompose avec le temps, régulant ainsi la glycémie. Le contenu quantitatif de cette substance dans l'organisme est un indicateur direct de son état de santé. Le fonctionnement hormonal de tous les systèmes dépend de la quantité de sucre dans le sang. Par conséquent, il convient de rappeler qu’une consommation excessive de cette substance peut entraîner de graves conséquences.

À première vue, le glucose est une substance simple et compréhensible. Même du point de vue chimique, ses molécules ont une structure assez simple et les propriétés chimiques sont compréhensibles et familières dans la vie quotidienne. Malgré cela, le glucose revêt une grande importance tant pour la personne elle-même que pour tous les domaines de sa vie.

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Établissement d'enseignement supérieur budgétaire de l'État fédéral

Université d'État de Tambov, du nom de G.R. Derjavina

sur le thème : Le rôle biologique du glucose dans l'organisme

Complété:

Charbons Shamsidinov Shokhiyorzhon Fazliddin

Tambov 2016

1. Glucose

1.1 Caractéristiques et fonctions

2.1 Catabolisme du glucose

2.4 Synthèse du glucose dans le foie

2.5 Synthèse du glucose à partir du lactate

Littératures utilisées

1. Glucose

1.1 Caractéristiques et fonctions

Le glucose (du grec ancien glkhket sweet) (C 6 H 12 O 6), ou sucre de raisin, ou dextrose, se trouve dans le jus de nombreux fruits et baies, y compris le raisin, d'où le nom de ce type de sucre. depuis. C'est un monosaccharide et un sucre six-hydroxy (hexose). L'unité glucose fait partie des polysaccharides (cellulose, amidon, glycogène) et d'un certain nombre de disaccharides (maltose, lactose et saccharose), qui, par exemple, sont rapidement décomposés en glucose et fructose dans le tube digestif.

Le glucose appartient au groupe des hexoses et peut exister sous forme de b-glucose ou de b-glucose. La différence entre ces isomères spatiaux est que le groupe hydroxyle du premier atome de carbone du b-glucose est situé sous le plan du cycle, tandis que pour le b-glucose, il est au-dessus du plan.

Le glucose est un composé bifonctionnel car contient des groupes fonctionnels - un aldéhyde et 5 hydroxyles. Ainsi, le glucose est un alcool aldéhydique polyhydrique.

La formule développée du glucose est :

Formule abrégée

1.2 Propriétés chimiques et structure du glucose

Il a été établi expérimentalement que la molécule de glucose contient des groupes aldéhyde et hydroxyle. À la suite de l'interaction d'un groupe carbonyle avec l'un des groupes hydroxyle, le glucose peut exister sous deux formes : à chaîne ouverte et cyclique.

Dans une solution de glucose, ces formes sont en équilibre les unes avec les autres.

Par exemple, dans une solution aqueuse de glucose, il existe les structures suivantes :

Les formes cycliques b et c du glucose sont des isomères spatiaux qui diffèrent par la position de l'hydroxyle hémiacétal par rapport au plan du cycle. Dans le b-glucose, cet hydroxyle est en position trans par rapport au groupe hydroxyméthyle -CH 2 OH, dans le b-glucose, il est en position cis. Compte tenu de la structure spatiale du cycle à six chaînons, les formules de ces isomères ont la forme :

A l'état solide, le glucose a une structure cyclique. Le glucose cristallin ordinaire est la forme B. En solution, la forme β est plus stable (à l’état d’équilibre, elle représente plus de 60 % des molécules). La proportion de forme aldéhyde à l’équilibre est insignifiante. Ceci explique l'absence d'interaction avec l'acide fuchsineux (réaction qualitative des aldéhydes).

En plus du phénomène de tautomérie, le glucose est caractérisé par une isomérie structurelle avec les cétones (le glucose et le fructose sont des isomères structurels interclasses)

Propriétés chimiques du glucose :

Le glucose possède des propriétés chimiques caractéristiques des alcools et des aldéhydes. De plus, il possède également des propriétés spécifiques.

1. Le glucose est un alcool polyhydrique.

Le glucose avec Cu(OH) 2 donne une solution bleue (gluconate de cuivre)

2. Le glucose est un aldéhyde.

a) Réagit avec une solution ammoniacale d'oxyde d'argent pour former un miroir d'argent :

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

acide gluconique

b) Avec l'hydroxyde de cuivre cela donne un précipité rouge Cu 2 O

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

acide gluconique

c) Réduit avec de l'hydrogène pour former de l'alcool hexahydrique (sorbitol)

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

3. Fermentation

a) Fermentation alcoolique (pour produire des boissons alcoolisées)

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

éthanol

b) Fermentation lactique (lait aigre, légumes marinés)

C 6 H 12 O 6 > 2CH 3 -CHOH-COOH

acide lactique

1.3 Signification biologique du glucose

Le glucose est un composant nécessaire de l'alimentation, l'un des principaux acteurs du métabolisme de l'organisme, il est très nutritif et facilement digestible. Lors de son oxydation, plus d'un tiers de la ressource énergétique utilisée dans l'organisme est libérée - les graisses, mais le rôle des graisses et du glucose dans l'énergie des différents organes est différent. Le cœur utilise les acides gras comme carburant. Les muscles squelettiques ont besoin de glucose pour « démarrer », mais les cellules nerveuses, y compris les cellules cérébrales, ne fonctionnent qu’avec le glucose. Leur besoin représente 20 à 30 % de l’énergie générée. Les cellules nerveuses ont besoin d'énergie chaque seconde et le corps reçoit du glucose lorsqu'il mange. Le glucose est facilement absorbé par le corps, il est donc utilisé en médecine comme remède fortifiant. Des oligosaccharides spécifiques déterminent le groupe sanguin. En confiserie pour faire de la marmelade, du caramel, du pain d'épices, etc. Les processus de fermentation du glucose sont d'une grande importance. Ainsi, par exemple, lors du marinage du chou, des concombres et du lait, une fermentation lactique du glucose se produit, ainsi que lors de l'ensilage des aliments. En pratique, la fermentation alcoolique du glucose est également utilisée, par exemple, dans la production de bière. La cellulose est la matière première pour la production de soie, de coton et de papier.

Les glucides sont en effet les substances organiques les plus répandues sur Terre, sans lesquelles l’existence des organismes vivants est impossible.

Dans un organisme vivant, lors du métabolisme, le glucose est oxydé, libérant une grande quantité d'énergie :

C 6 H 12 O 6 +6O 2 ??? 6CO2 +6H2O+2920kJ

2. Rôle biologique du glucose dans l'organisme

Le glucose est le principal produit de la photosynthèse et se forme dans le cycle de Calvin. Dans le corps humain et animal, le glucose est la source d'énergie principale et la plus universelle pour les processus métaboliques.

2.1 Catabolisme du glucose

Le catabolisme du glucose est le principal fournisseur d'énergie pour les processus vitaux de l'organisme.

La dégradation aérobie du glucose est son oxydation ultime en CO 2 et H 2 O. Ce processus, qui constitue la voie principale du catabolisme du glucose dans les organismes aérobies, peut être exprimé par l'équation récapitulative suivante :

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

La dégradation aérobie du glucose comprend plusieurs étapes :

* la glycolyse aérobie est le processus d'oxydation du glucose avec formation de deux molécules de pyruvate ;

* voie générale du catabolisme, y compris la conversion du pyruvate en acétyl-CoA et son oxydation ultérieure dans le cycle du citrate ;

* chaîne de transfert d'électrons vers l'oxygène, couplée à des réactions de déshydrogénation se produisant lors de la dégradation du glucose.

Dans certaines situations, l’apport d’oxygène aux tissus peut ne pas répondre à leurs besoins. Par exemple, dans les premières étapes d'un travail musculaire intense sous stress, les contractions cardiaques peuvent ne pas atteindre la fréquence souhaitée et les besoins en oxygène des muscles pour la dégradation aérobie du glucose sont élevés. Dans de tels cas, un processus est activé qui se produit sans oxygène et se termine par la formation de lactate à partir de l'acide pyruvique.

Ce processus est appelé dégradation anaérobie, ou glycolyse anaérobie. La dégradation anaérobie du glucose est énergétiquement inefficace, mais ce processus peut devenir la seule source d'énergie pour la cellule musculaire dans la situation décrite. Plus tard, lorsque l’apport d’oxygène aux muscles est suffisant suite au passage du cœur à un rythme accéléré, la dégradation anaérobie passe à l’aérobie.

La glycolyse aérobie est le processus d'oxydation du glucose en acide pyruvique, qui se produit en présence d'oxygène. Toutes les enzymes qui catalysent les réactions de ce processus sont localisées dans le cytosol de la cellule.

1. Étapes de la glycolyse aérobie

La glycolyse aérobie peut être divisée en deux étapes.

1. Étape préparatoire, au cours de laquelle le glucose est phosphorylé et divisé en deux molécules de phosphotriose. Cette série de réactions se déroule à l’aide de 2 molécules d’ATP.

2. Étape associée à la synthèse de l'ATP. Grâce à cette série de réactions, les phosphotrioses sont converties en pyruvate. L’énergie libérée à cette étape est utilisée pour synthétiser 10 moles d’ATP.

2. Réactions de glycolyse aérobie

Conversion du glucose-6-phosphate en 2 molécules de glycéraldéhyde-3-phosphate

Le glucose-6-phosphate, formé à la suite de la phosphorylation du glucose avec la participation de l'ATP, est converti en fructose-6-phosphate lors de la réaction suivante. Cette réaction d'isomérisation réversible se produit sous l'action de l'enzyme glucose phosphate isomérase.

Voies du catabolisme du glucose. 1 - glycolyse aérobie ; 2, 3 - voie générale du catabolisme ; 4 - dégradation aérobie du glucose ; 5 - dégradation anaérobie du glucose (dans le cadre) ; 2 (encerclé) - coefficient stœchiométrique.

Conversion du glucose-6-phosphate en triose phosphates.

Conversion du glycéraldéhyde 3-phosphate en 3-phosphoglycérate.

Cette partie de la glycolyse aérobie comprend les réactions associées à la synthèse de l'ATP. La réaction la plus complexe de cette série de réactions est la conversion du glycéraldéhyde-3-phosphate en 1,3-bisphosphoglycérate. Cette transformation est la première réaction d'oxydation lors de la glycolyse. La réaction est catalysée par la glycéraldéhyde-3-phosphate déshydrogénase, qui est une enzyme dépendante du NAD. L'importance de cette réaction réside non seulement dans le fait qu'il se forme un coenzyme réduit dont l'oxydation dans la chaîne respiratoire est associée à la synthèse d'ATP, mais aussi dans le fait que l'énergie libre d'oxydation est concentrée dans le haut -liaison énergétique du produit de réaction. La glycéraldéhyde-3-phosphate déshydrogénase contient un résidu cystéine dans le centre actif dont le groupe sulfhydryle est directement impliqué dans la catalyse. L'oxydation du glycéraldéhyde-3-phosphate conduit à la réduction du NAD et à la formation, avec la participation de H 3 PO 4, d'une liaison anhydride à haute énergie dans le 1,3-bisphosphoglycérate en position 1. Dans la réaction suivante, le haut -le phosphate énergétique est transféré à l'ADP avec formation d'ATP

La formation d’ATP de cette manière n’est pas associée à la chaîne respiratoire et est appelée phosphorylation du substrat de l’ADP. Le 3-phosphoglycérate formé ne contient plus de liaison à haute énergie. Dans les réactions suivantes, des réarrangements intramoléculaires se produisent, ce qui signifie qu'un phosphoester de faible énergie est converti en un composé contenant un phosphate de haute énergie. Les transformations intramoléculaires impliquent le transfert d'un résidu phosphate de la position 3 du phosphoglycérate à la position 2. Ensuite, une molécule d'eau est clivée du 2-phosphoglycérate résultant avec la participation de l'enzyme énolase. Le nom de l’enzyme déshydratante est donné par la réaction inverse. À la suite de la réaction, un énol substitué se forme - le phosphoénolpyruvate. Le phosphoénolpyruvate obtenu est un composé à haute énergie dont le groupe phosphate est transféré lors de la réaction suivante à l'ADP avec la participation de la pyruvate kinase (l'enzyme doit également son nom à la réaction inverse dans laquelle se produit la phosphorylation du pyruvate, bien qu'une telle réaction n'a pas lieu sous cette forme).

Conversion du 3-phosphoglycérate en pyruvate.

3. Oxydation du NADH cytoplasmique dans la chaîne respiratoire mitochondriale. Systèmes de navette

Le NADH, formé par l'oxydation du glycéraldéhyde-3-phosphate lors de la glycolyse aérobie, subit une oxydation par transfert d'atomes d'hydrogène vers la chaîne respiratoire mitochondriale. Cependant, le NADH cytosolique est incapable de transférer l’hydrogène vers la chaîne respiratoire car la membrane mitochondriale lui est imperméable. Le transfert d'hydrogène à travers la membrane s'effectue à l'aide de systèmes spéciaux appelés « navette ». Dans ces systèmes, l'hydrogène est transporté à travers la membrane avec la participation de paires de substrats liés par les déshydrogénases correspondantes, c'est-à-dire Il existe une déshydrogénase spécifique des deux côtés de la membrane mitochondriale. Il existe 2 systèmes de navette connus. Dans le premier de ces systèmes, l'hydrogène du NADH présent dans le cytosol est transféré au dihydroxyacétone phosphate par l'enzyme glycérol-3-phosphate déshydrogénase (enzyme NAD-dépendante, du nom de la réaction inverse). Le glycérol-3-phosphate formé au cours de cette réaction est en outre oxydé par l'enzyme de la membrane mitochondriale interne - la glycérol-3-phosphate déshydrogénase (enzyme dépendante du FAD). Ensuite, les protons et les électrons de FADH 2 se déplacent vers l'ubiquinone et plus loin le long du CPE.

Le système navette glycérol-phosphate fonctionne dans les cellules musculaires blanches et les hépatocytes. Cependant, la glycérol-3-phosphate déshydrogénase mitochondriale est absente dans les cellules du muscle cardiaque. Le deuxième système de navette, qui implique les malates déshydrogénases malate, cytosoliques et mitochondriales, est plus universel. Dans le cytoplasme, le NADH réduit l'oxaloacétate en malate qui, avec la participation d'un transporteur, passe dans les mitochondries, où il est oxydé en oxaloacétate par la malate déshydrogénase dépendante du NAD (réaction 2). Le NAD réduit au cours de cette réaction donne de l'hydrogène au CPE mitochondrial. Cependant, l’oxaloacétate formé à partir du malate ne peut pas quitter seul les mitochondries dans le cytosol, car la membrane mitochondriale lui est imperméable. Par conséquent, l’oxaloacétate est converti en aspartate, qui est transporté vers le cytosol, où il est à nouveau converti en oxaloacétate. Les transformations de l'oxaloacétate en aspartate et vice versa sont associées à l'ajout et à l'élimination d'un groupe amino. Ce système de navette est appelé malate-aspartate. Le résultat de ses travaux est la régénération du NAD+ cytoplasmique à partir du NADH.

Les deux systèmes de navette diffèrent considérablement par la quantité d’ATP synthétisée. Dans le premier système, le rapport P/O est de 2, puisque l'hydrogène est introduit dans le CPE au niveau du KoQ. Le deuxième système est énergétiquement plus efficace, puisqu’il transfère l’hydrogène au CPE via le NAD+ mitochondrial et que le rapport P/O est proche de 3.

4. Équilibre de l'ATP pendant la glycolyse aérobie et la dégradation du glucose en CO 2 et H 2 O.

Libération d'ATP pendant la glycolyse aérobie

La formation de fructose-1,6-bisphosphate à partir d'une molécule de glucose nécessite 2 molécules d'ATP. Les réactions associées à la synthèse de l'ATP se produisent après la décomposition du glucose en 2 molécules de phosphotriose, c'est-à-dire au deuxième stade de la glycolyse. A ce stade, 2 réactions de phosphorylation du substrat se produisent et 2 molécules d'ATP sont synthétisées. De plus, une molécule de glycéraldéhyde-3-phosphate est déshydrogénée (réaction 6) et le NADH transfère de l'hydrogène au CPE mitochondrial, où 3 molécules d'ATP sont synthétisées par phosphorylation oxydative. Dans ce cas, la quantité d’ATP (3 ou 2) dépend du type de système navette. Par conséquent, l'oxydation d'une molécule de glycéraldéhyde-3-phosphate en pyruvate est associée à la synthèse de 5 molécules d'ATP. Considérant que 2 molécules de phosphotriose sont formées à partir du glucose, la valeur résultante doit être multipliée par 2 puis soustrait 2 molécules d'ATP dépensées dans la première étape. Ainsi, le rendement en ATP lors de la glycolyse aérobie est de (5H2) - 2 = 8 ATP.

La libération d'ATP lors de la dégradation aérobie du glucose en produits finaux à la suite de la glycolyse produit du pyruvate, qui est ensuite oxydé en CO 2 et H 2 O dans l'OPC. Nous pouvons désormais évaluer l'efficacité énergétique de la glycolyse et de l'OPC, qui constituent ensemble le processus de dégradation aérobie du glucose en produits finaux. Ainsi, le rendement en ATP provenant de l'oxydation de 1 mole de glucose en CO 2 et H 2 O est de 38 moles. ATP. Lors de la dégradation aérobie du glucose, 6 réactions de déshydrogénation se produisent. L'un d'eux se produit dans la glycolyse et 5 dans l'OPC. Substrats pour les déshydrogénases spécifiques dépendantes du NAD : glycéraldéhyde-3-phosphate, acide gras, isocitrate, b-cétoglutarate, malate. Une réaction de déshydrogénation dans le cycle du citrate par la succinate déshydrogénase se produit avec la participation du coenzyme FAD. La quantité totale d'ATP synthétisée par phosphorylation oxydative est de 17 moles d'ATP pour 1 mole de phosphate de glycéraldéhyde. A cela il faut ajouter 3 moles d'ATP synthétisées par phosphorylation du substrat (deux réactions dans la glycolyse et une dans le cycle du citrate). Considérant que le glucose se décompose en 2 phosphotrioses et que le coefficient stoechiométrique des transformations ultérieures est de 2, la valeur résultante doit être. multiplié par 2, et du résultat soustrayez 2 moles d'ATP utilisées dans la première étape de la glycolyse.

Dégradation anaérobie du glucose (glycolyse anaérobie).

La glycolyse anaérobie est le processus de dégradation du glucose pour former du lactate comme produit final. Ce processus se produit sans utilisation d’oxygène et est donc indépendant de la chaîne respiratoire mitochondriale. L'ATP est formé en raison de réactions de phosphorylation du substrat. Équation globale du processus :

C 6 H 12 0 6 + 2 H 3 P0 4 + 2 ADP = 2 C 3 H 6 O 3 + 2 ATP + 2 H 2 O.

Glycolyse anaérobie.

Au cours de la glycolyse anaérobie, les 10 réactions identiques à la glycolyse aérobie se produisent dans le cytosol. Seule la 11ème réaction, où le pyruvate est réduit par le NADH cytosolique, est spécifique de la glycolyse anaérobie. La réduction du pyruvate en lactate est catalysée par la lactate déshydrogénase (la réaction est réversible et l'enzyme porte le nom de la réaction inverse). Cette réaction assure la régénération du NAD+ à partir du NADH sans la participation de la chaîne respiratoire mitochondriale dans des situations d'apport insuffisant d'oxygène aux cellules.

2.2 Importance du catabolisme du glucose

Le principal objectif physiologique du catabolisme du glucose est d’utiliser l’énergie libérée au cours de ce processus pour la synthèse de l’ATP.

La dégradation aérobie du glucose se produit dans de nombreux organes et tissus et constitue la principale source d’énergie vitale, bien que non unique. Certains tissus dépendent davantage du catabolisme du glucose comme source d’énergie. Par exemple, les cellules cérébrales consomment jusqu'à 100 g de glucose par jour, l'oxydant de manière aérobie. Par conséquent, un apport insuffisant de glucose au cerveau ou une hypoxie se manifeste par des symptômes indiquant une altération de la fonction cérébrale (vertiges, convulsions, perte de conscience).

La dégradation anaérobie du glucose se produit dans les muscles, dans les premières minutes de travail musculaire, dans les globules rouges (qui manquent de mitochondries), ainsi que dans divers organes dans des conditions d'apport limité en oxygène, y compris les cellules tumorales. Le métabolisme des cellules tumorales est caractérisé par une accélération de la glycolyse aérobie et anaérobie. Mais une glycolyse anaérobie prédominante et une augmentation de la synthèse de lactate servent d'indicateur d'un taux accru de division cellulaire lorsqu'elles ne sont pas suffisamment alimentées en système vasculaire.

En plus de la fonction énergétique, le processus de catabolisme du glucose peut également remplir des fonctions anabolisantes. Les métabolites de la glycolyse sont utilisés pour synthétiser de nouveaux composés. Ainsi, le fructose-6-phosphate et le glycéraldéhyde-3-phosphate sont impliqués dans la formation du ribose-5-phosphate, un composant structurel des nucléotides ; Le 3-phosphoglycérate peut être inclus dans la synthèse d'acides aminés tels que la sérine, la glycine, la cystéine (voir rubrique 9). Dans le foie et le tissu adipeux, l'acétyl-CoA, formé à partir du pyruvate, est utilisé comme substrat dans la biosynthèse des acides gras et du cholestérol, et le phosphate de dihydroxyacétone est utilisé comme substrat pour la synthèse du glycérol-3-phosphate.

Réduction du pyruvate en lactate.

2.3 Régulation du catabolisme du glucose

Puisque l’importance principale de la glycolyse est la synthèse d’ATP, son taux doit être en corrélation avec la dépense énergétique de l’organisme.

La plupart des réactions glycolytiques sont réversibles, à l'exception de trois, catalysées par l'hexokinase (ou glucokinase), la phosphofructokinase et la pyruvate kinase. Les facteurs régulateurs qui modifient le taux de glycolyse, et donc la formation d'ATP, visent des réactions irréversibles. Un indicateur de la consommation d'ATP est l'accumulation d'ADP et d'AMP. Cette dernière est formée dans une réaction catalysée par l'adénylate kinase : 2 ADP - AMP + ATP

Même une petite consommation d’ATP entraîne une augmentation notable de l’AMP. Le rapport entre le niveau d'ATP et l'ADP et l'AMP caractérise l'état énergétique de la cellule, et ses composants servent de régulateurs allostériques du taux de la voie générale du catabolisme et de la glycolyse.

Une modification de l'activité de la phosphofructokinase est essentielle à la régulation de la glycolyse, car cette enzyme, comme mentionné précédemment, catalyse la réaction la plus lente du processus.

La phosphofructokinase est activée par l'AMP mais inhibée par l'ATP. L'AMP, en se liant au centre allostérique de la phosphofructokinase, augmente l'affinité de l'enzyme pour le fructose-6-phosphate et augmente le taux de sa phosphorylation. L'effet de l'ATP sur cette enzyme est un exemple d'aschustérisme homotrope, puisque l'ATP peut interagir à la fois avec le site allostérique et le site actif, dans ce dernier cas en tant que substrat.

Aux valeurs physiologiques de l'ATP, le centre actif de la phosphofructokinase est toujours saturé de substrats (y compris l'ATP). Une augmentation du niveau d'ATP par rapport à l'ADP réduit la vitesse de réaction, puisque l'ATP dans ces conditions agit comme un inhibiteur : il se lie au centre allostérique de l'enzyme, provoque des changements de conformation et réduit l'affinité pour ses substrats.

Les modifications de l'activité de la phosphofructokinase contribuent à la régulation du taux de phosphorylation du glucose par l'hexokinase. Une diminution de l'activité de la phosphofructokinase à des niveaux élevés d'ATP conduit à l'accumulation à la fois de fructose-6-phosphate et de glucose-6-phosphate, ce dernier inhibant l'hexokinase. Il convient de rappeler que l'hexokinase dans de nombreux tissus (à l'exception des cellules β du foie et du pancréas) est inhibée par le glucose-6-phosphate.

Lorsque les niveaux d’ATP sont élevés, la vitesse du cycle de l’acide citrique et de la chaîne respiratoire diminue. Dans ces conditions, le processus de glycolyse ralentit également. Il convient de rappeler que la régulation allostérique des enzymes OPC et de la chaîne respiratoire est également associée à des modifications des concentrations de produits clés tels que le NADH, l'ATP et certains métabolites. Ainsi, le NADH, s'accumulant s'il n'a pas le temps de s'oxyder dans la chaîne respiratoire, inhibe certaines enzymes allostériques du cycle du citrate.

Régulation du catabolisme du glucose dans les muscles squelettiques.

2.4 Synthèse du glucose dans le foie (gluconéogenèse)

Certains tissus, comme le cerveau, nécessitent un apport constant de glucose. Lorsque l'apport en glucides dans les aliments est insuffisant, la glycémie est maintenue dans les limites normales pendant un certain temps en raison de la dégradation du glycogène dans le foie. Cependant, les réserves de glycogène dans le foie sont faibles. Ils diminuent considérablement après 6 à 10 heures de jeûne et sont presque complètement épuisés après un jeûne quotidien. Dans ce cas, la synthèse de novo du glucose commence dans le foie - gluconéogenèse.

La gluconéogenèse est le processus de synthèse du glucose à partir de substances non glucidiques. Sa fonction principale est de maintenir la glycémie pendant les périodes de jeûne prolongé et d'activité physique intense. Le processus se produit principalement dans le foie et moins intensément dans le cortex rénal, ainsi que dans la muqueuse intestinale. Ces tissus peuvent assurer la synthèse de 80 à 100 g de glucose par jour. Pendant le jeûne, le cerveau répond à la majeure partie des besoins en glucose du corps. Cela s’explique par le fait que les cellules cérébrales ne sont pas capables, contrairement à d’autres tissus, de répondre aux besoins énergétiques grâce à l’oxydation des acides gras. Outre le cerveau, les tissus et les cellules dans lesquels la voie de dégradation aérobie est impossible ou limitée, par exemple les globules rouges (ils manquent de mitochondries), les cellules de la rétine, la médullosurrénale, etc., ont besoin de glucose.

Les principaux substrats de la gluconéogenèse sont le lactate, les acides aminés et le glycérol. L'inclusion de ces substrats dans la gluconéogenèse dépend de l'état physiologique de l'organisme.

Le lactate est un produit de la glycolyse anaérobie. Il se forme dans toutes les conditions du corps dans les globules rouges et les muscles qui travaillent. Ainsi, le lactate est constamment utilisé dans la gluconéogenèse.

Le glycérol est libéré lors de l'hydrolyse des graisses du tissu adipeux lors d'un jeûne ou d'une activité physique prolongée.

Les acides aminés sont formés à la suite de la dégradation des protéines musculaires et sont inclus dans la gluconéogenèse lors d'un jeûne prolongé ou d'un travail musculaire prolongé.

2.5 Synthèse du glucose à partir du lactate

Le lactate formé lors de la glycolyse anaérobie n’est pas le produit final du métabolisme. L'utilisation de lactate est associée à sa conversion dans le foie en pyruvate. Le lactate en tant que source de pyruvate est important non pas tant pendant le jeûne que pendant le fonctionnement normal du corps. Sa conversion en pyruvate et l'utilisation ultérieure de ce dernier constituent un moyen d'utiliser le lactate. Le lactate formé dans des muscles travaillant de manière intensive ou dans des cellules avec une méthode anaérobie prédominante de catabolisme du glucose pénètre dans le sang puis dans le foie. Dans le foie, le rapport NADH/NAD+ est plus faible que dans les muscles en contraction, donc la réaction de lactate déshydrogénase se déroule dans la direction opposée, c'est-à-dire vers la formation de pyruvate à partir du lactate. Ensuite, le pyruvate entre dans la gluconéogenèse et le glucose qui en résulte pénètre dans le sang et est absorbé par les muscles squelettiques. Cette séquence d'événements est appelée « cycle glucose-lactate » ou « cycle de Cori ». Le cycle de la rougeole remplit 2 fonctions importantes : 1 - assure l'utilisation du lactate ; 2 - empêche l'accumulation de lactate et, par conséquent, une diminution dangereuse du pH (acidose lactique). Une partie du pyruvate formé à partir du lactate est oxydée par le foie en CO 2 et H 2 O. L'énergie d'oxydation peut être utilisée pour la synthèse de l'ATP, nécessaire aux réactions de gluconéogenèse.

Cycle de Cori (cycle du glucosolactate). 1 - entrée du layugate depuis le muscle en contraction avec le flux sanguin vers le foie ; 2 - synthèse du glucose à partir du lactate dans le foie ; 3 - le flux de glucose du foie à travers la circulation sanguine jusqu'au muscle qui travaille ; 4 - l'utilisation du glucose comme substrat énergétique par le muscle en contraction et la formation de lactate.

Acidose lactique. Le terme « acidose » désigne une augmentation de l'acidité de l'environnement corporel (diminution du pH) jusqu'à des valeurs au-delà des limites normales. En cas d'acidose, soit la production de protons augmente, soit l'excrétion de protons diminue (dans certains cas, les deux). L'acidose métabolique survient lorsque la concentration de produits métaboliques intermédiaires (de nature acide) augmente en raison d'une augmentation de leur synthèse ou d'une diminution du taux de dégradation ou d'excrétion. Si l'état acido-basique du corps est perturbé, les systèmes de compensation tampon s'activent rapidement (après 10-15 minutes). La compensation pulmonaire assure la stabilisation du rapport HCO 3 -/H 2 CO 3, qui correspond normalement à 1:20, et diminue avec l'acidose. La compensation pulmonaire est obtenue en augmentant le volume de ventilation et donc en accélérant l'élimination du CO 2 du corps. Cependant, le rôle principal dans la compensation de l'acidose est joué par des mécanismes rénaux impliquant le tampon ammoniaqué. L’une des causes de l’acidose métabolique peut être l’accumulation d’acide lactique. Normalement, le lactate présent dans le foie est reconverti en glucose par gluconéogenèse ou oxydé. Outre le foie, les autres consommateurs de lactate sont les reins et le muscle cardiaque, où le lactate peut être oxydé en CO 2 et H 2 O et utilisé comme source d'énergie, notamment lors d'un travail physique. Le taux de lactate dans le sang est le résultat d'un équilibre entre les processus de formation et d'utilisation. L'acidose lactique compensée à court terme survient assez souvent, même chez les personnes en bonne santé, lors d'un travail musculaire intense. Chez les personnes non entraînées, l'acidose lactique lors d'un travail physique résulte d'un manque relatif d'oxygène dans les muscles et se développe assez rapidement. La compensation est réalisée par hyperventilation.

En cas d'acidose lactique non compensée, la teneur en lactate dans le sang augmente jusqu'à 5 mmol/l (normalement jusqu'à 2 mmol/l). Dans ce cas, le pH sanguin peut être de 7,25 ou moins (normalement entre 7,36 et 7,44). Une augmentation du lactate sanguin peut être une conséquence d'un métabolisme altéré du pyruvate.

Troubles du métabolisme du pyruvate dans l'acidose lactique. 1 - violation de l'utilisation du pyruvate dans la gluconéogenèse ; 2 - violation de l'oxydation du pyruvate. catabolisme biologique du glucose gluconéogenèse

Ainsi, lors de l'hypoxie, qui résulte d'une perturbation de l'apport d'oxygène ou de sang aux tissus, l'activité du complexe pyruvate déshydrogénase diminue et la décarboxylation oxydative du pyruvate diminue. Dans ces conditions, l'équilibre de la réaction pyruvate-lactate se déplace vers la formation de lactate. De plus, pendant l’hypoxie, la synthèse d’ATP diminue, ce qui entraîne par conséquent une diminution du taux de gluconéogenèse, une autre voie d’utilisation du lactate. Une augmentation de la concentration de lactate et une diminution du pH intracellulaire affectent négativement l'activité de toutes les enzymes, y compris la pyruvate carboxylase, qui catalyse la réaction initiale de la gluconéogenèse.

La survenue d'une acidose lactique est également facilitée par des perturbations de la gluconéogenèse en cas d'insuffisance hépatique d'origines diverses. De plus, l'acidose lactique peut s'accompagner d'une hypovitaminose B1, puisqu'un dérivé de cette vitamine (thiamine diphosphate) remplit une fonction coenzymatique dans le cadre du MDC lors de la décarboxylation oxydative du pyruvate. Une carence en thiamine peut survenir, par exemple, chez les alcooliques ayant une mauvaise alimentation.

Ainsi, les raisons de l'accumulation d'acide lactique et du développement de l'acidose lactique peuvent être :

activation de la glycolyse anaérobie due à une hypoxie tissulaire d'origines diverses ;

atteinte du foie (dystrophies toxiques, cirrhose, etc.) ;

utilisation altérée du lactate en raison de défauts héréditaires des enzymes de la gluconéogenèse, d'un déficit en glucose-6-phosphatase ;

perturbation du MPC due à des défauts enzymatiques ou à une hypovitaminose ;

l'utilisation d'un certain nombre de médicaments, par exemple les biguanides (inhibiteurs de la gluconéogenèse utilisés dans le traitement du diabète).

2.6 Synthèse du glucose à partir des acides aminés

Dans des conditions de famine, certaines protéines du tissu musculaire se décomposent en acides aminés, qui sont ensuite inclus dans le processus catabolique. Les acides aminés, qui lors du catabolisme sont convertis en pyruvate ou en métabolites du cycle du citrate, peuvent être considérés comme des précurseurs potentiels du glucose et du glycogène et sont appelés glycogéniques. Par exemple, l'oxaloacétate, formé à partir de l'acide aspartique, est un produit intermédiaire à la fois du cycle du citrate et de la gluconéogenèse.

Parmi tous les acides aminés entrant dans le foie, environ 30 % sont de l’alanine. Cela s'explique par le fait que la dégradation des protéines musculaires produit des acides aminés, dont beaucoup sont convertis directement en pyruvate ou d'abord en oxaloacétate puis en pyruvate. Cette dernière se transforme en alanine, acquérant un groupe aminé à partir d'autres acides aminés. L'alanine des muscles est transportée par le sang vers le foie, où elle est à nouveau transformée en pyruvate, qui est partiellement oxydé et partiellement inclus dans la glucoseogenèse. Il existe donc la séquence d’événements suivante (cycle glucose-alanine) : glucose musculaire > pyruvate musculaire > alanine musculaire > alanine hépatique > glucose hépatique > glucose musculaire. L'ensemble du cycle n'augmente pas la quantité de glucose dans les muscles, mais il résout les problèmes de transport de l'azote aminé des muscles vers le foie et prévient l'acidose lactique.

Cycle glucose-alanine

2.7 Synthèse du glucose à partir du glycérol

Le glycérol ne peut être utilisé que par les tissus contenant l'enzyme glycérol kinase, comme le foie et les reins. Cette enzyme dépendante de l'ATP catalyse la conversion du glycérol en b-glycérophosphate (glycérol-3-phosphate). Lorsque le glycérol-3-phosphate est inclus dans la gluconéogenèse, il est déshydrogéné par la déshydrogénase dépendante du NAD pour former du phosphate de dihydroxyacétone, qui est ensuite converti. en glucose.

Conversion du glycérol en phosphate de dihydroxyacétone

Ainsi, on peut dire que le rôle biologique du glucose dans l’organisme est très important. Le glucose est l'une des principales sources d'énergie de notre corps. C'est une source nutritionnelle précieuse et facilement digestible qui augmente les réserves énergétiques du corps et améliore ses fonctions. La principale importance pour le corps est qu’il s’agit de la source d’énergie la plus universelle pour les processus métaboliques.

Dans le corps humain, l'utilisation d'une solution hypertonique de glucose favorise la vasodilatation, une augmentation de la contractilité du muscle cardiaque et une augmentation du volume urinaire. En tant que tonique général, le glucose est utilisé pour les maladies chroniques accompagnées d'un épuisement physique. Les propriétés détoxifiantes du glucose sont dues à sa capacité à activer les fonctions du foie pour neutraliser les poisons, ainsi qu’à une diminution de la concentration de toxines dans le sang suite à une augmentation du volume de liquide circulant et à une miction accrue. De plus, chez les animaux, elle se dépose sous forme de glycogène, chez les plantes - sous forme d'amidon, le polymère du glucose - la cellulose est le composant principal des parois cellulaires de toutes les plantes supérieures. Chez les animaux, le glucose aide à survivre aux gelées.

En bref, le glucose est l'une des substances vitales à la vie des organismes vivants.

Liste de la littérature utilisée

1. Biochimie : manuel pour les universités / éd. E.S. Severina - 5e éd., - 2014. - 301-350 art.

2. T.T. Berezov, B.F. Korovkin "Chimie biologique".

3. Endocrinologie clinique. Guide / N.T. Starkova. - 3ème édition, révisée et augmentée. - Saint-Pétersbourg : Peter, 2002. - pp. 209-213. - 576 p.

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Le fournisseur d'énergie de notre corps peut être les graisses, les protéines et les glucides. Mais parmi toutes les substances que notre corps utilise pour ses besoins énergétiques, le glucose occupe la place principale.

Qu’est-ce que le glucose ?

Le glucose ou dextrose est une poudre incolore ou blanche, inodore, finement cristalline et au goût sucré. Le glucose peut être qualifié de carburant universel, car il couvre la plupart des besoins énergétiques de l'organisme.

Cette substance doit être constamment présente dans notre sang. De plus, tant son excès que sa carence sont dangereux pour l’organisme. Ainsi, pendant la faim, le corps commence à « utiliser pour se nourrir » ce à partir duquel il est construit. Alors les protéines musculaires commencent à être converties en glucose, ce qui peut être assez dangereux.

Échelle de couleurs des bandelettes de test visuelles indicatrices

Ces bandelettes de test sont utilisées pour détecter les anomalies de glycémie à domicile.

Normes officielles de glycémie approuvées par l'OMS.

Système alimentaire-glucose-glycogène

Le glucose pénètre dans le corps humain avec les glucides. Une fois dans les intestins, complexe les glucides sont décomposés en glucose, qui est ensuite absorbé dans le sang. Une partie du glucose est utilisée pour répondre aux besoins énergétiques, une autre partie peut être stockée sous forme de réserves de graisse et une autre partie est stockée sous forme de glycogène. Une fois la nourriture digérée et le flux de glucose provenant des intestins arrêté, la conversion inverse des graisses et du glycogène en glucose commence. C'est ainsi que notre corps maintient une constante concentration de glucose dans le sang.

Conversion des protéines et des graisses en glucose et inversement est un processus qui prend beaucoup de temps. Mais l’interconversion du glucose et du glycogène se produit très rapidement. Le glycogène joue donc le rôle de principal glucide de stockage. Dans l’organisme, il se dépose sous forme de granules dans différents types de cellules, mais principalement dans le foie et les muscles. La réserve de glycogène chez une personne de développement physique moyen peut lui fournir de l'énergie tout au long de la journée.

Régulateurs hormonaux

La conversion du glucose en glycogène et vice versa est régulée par un certain nombre d'hormones. L'insuline diminue la concentration de glucose dans le sang. Et cela augmente - le glucagon, la somatotropine, le cortisol, les hormones thyroïdiennes et l'adrénaline. Les perturbations de ces réactions réversibles entre glucose et glycogène peuvent entraîner des maladies graves, dont la plus connue est le diabète sucré.

Mesurer la glycémie

Le principal test de dépistage du diabète consiste à mesurer la glycémie.

Concentration glucose est différent dans le sang capillaire et veineux et fluctue selon que la personne a mangé ou a faim. Normalement, lorsqu'elle est mesurée à jeun (au moins 8 heures après le dernier repas), la teneur en glucose dans le sang capillaire est de 3,3 à 5,5 (mmol/l) et dans le sang veineux de 4,0 à 6,1 (mmol/l). Deux heures après avoir mangé, la glycémie ne doit pas dépasser 7,8 (mmol/l), tant pour le sang capillaire que veineux. Si au cours de la semaine, lors de la mesure à jeun, le taux de glucose ne descend pas en dessous de 6,3 mmol/l, vous devez impérativement contacter un endocrinologue et procéder à un examen complémentaire du corps.

Hyperglycémie – beaucoup de glucose dans le sang

L'hyperglycémie se développe le plus souvent dans le diabète sucré. Les niveaux de glucose peuvent augmenter si :

diabète sucré
stress, forte tension émotionnelle
maladies du système endocrinien, du pancréas, des reins
infarctus du myocarde

Endocrinologue

Lors de situations stressantes, la glycémie peut augmenter. Le fait est que le corps, en réponse à une situation aiguë, libère des hormones de stress qui, à leur tour, augmentent la glycémie.

L'hyperglycémie survient :

léger - 6,7 mmol/l
modéré - 8,3 mmol/l
sévère - plus de 11,1 mmol/litre
état de coma - 16,5 mmol/l
coma - plus de 55,5 mmol/l

Hypoglycémie – hypoglycémie

Hypoglycémie Une condition est considérée lorsque la glycémie est inférieure à 3,3 mmol/l. Les manifestations cliniques de l'hypoglycémie commencent lorsque le taux de sucre descend en dessous de 2,4 à 3,0 mmol/l. En cas d'hypoglycémie, on observe les éléments suivants :

faiblesse musculaire
coordination motrice altérée
confusion
transpiration excessive

Les niveaux de glucose diminuent lorsque :

maladies du pancréas et du foie
certaines maladies du système endocrinien
troubles de l'alimentation, famine
surdosage de médicaments hypoglycémiants et d'insuline

En cas d'hypoglycémie très sévère, cela peut se développer.

Le glucose en médecine

La solution de glucose est utilisée dans le traitement d'un certain nombre de maladies, d'hypoglycémies et d'intoxications diverses, ainsi que pour diluer certains médicaments lorsqu'ils sont administrés dans une veine.

Glucose- une substance essentielle qui joue un rôle très important dans le fonctionnement de notre organisme.

Un médecin israélien a réfuté le stéréotype selon lequel le sucre provoquerait le développement du diabète et a cité d'autres causes de la maladie.

est un dextrose naturel présent dans les baies et les fruits. Le contenu principal de cette substance se trouve dans le jus de raisin, c'est pourquoi la substance a reçu son deuxième nom - sucre de raisin doux.

Le glucose se trouve en grande quantité dans les fruits et les baies.

Le glucose est un monosaccharide avec un hexose. La composition comprend de l'amidon, du glycogène, de la cellulose, du lactose, du saccharose et du maltose. Une fois dedans, le sucre du raisin est décomposé en fructose.

La substance cristallisée est incolore, mais avec un goût sucré prononcé. Le glucose peut se dissoudre dans l'eau, notamment dans le chlorure de zinc et l'acide sulfurique.

Cela permet de créer des préparations médicales à base de sucre de raisin pour compenser sa carence. Comparé au fructose et au saccharose, ce monosaccharide est moins sucré.

Importance dans la vie des animaux et des humains

Pourquoi le glucose est-il si important dans le corps et à quoi sert-il ? Dans la nature, ce produit chimique est impliqué dans le processus de photosynthèse.

En effet, le glucose est capable de lier et de transporter l’énergie vers les cellules. Dans le corps des êtres vivants, le glucose, en raison de l'énergie produite, joue un rôle important dans les processus métaboliques. Principaux bienfaits du glucose :

Le sucre de raisin est un carburant énergétique qui permet aux cellules de fonctionner correctement.
70 % du glucose pénètre dans le corps humain par l'intermédiaire de glucides complexes qui, lorsqu'ils pénètrent dans l'organisme, sont décomposés en fructose, galactose et dextrose. Sinon, le corps produit ce produit chimique en utilisant ses propres réserves stockées.
Le glucose pénètre dans la cellule, la sature d'énergie, grâce à laquelle des réactions intracellulaires se développent. Une oxydation métabolique et des réactions biochimiques se produisent.

De nombreuses cellules du corps sont capables de produire elles-mêmes du sucre de raisin, mais pas le cerveau. Un organe important ne peut pas synthétiser le glucose, il reçoit donc sa nutrition directement par le sang.

Le taux de glucose dans le sang, pour un fonctionnement normal du cerveau, ne doit pas être inférieur à 3,0 mmol/l.

Excès et carence

Trop manger peut provoquer un excès de glucose.

Le glucose n'est pas absorbé sans l'insuline, une hormone produite par l'organisme.

S’il y a une carence en insuline dans le corps, le glucose ne peut pas pénétrer dans les cellules. Il reste intact dans le sang humain et est enfermé dans un cycle éternel.

En règle générale, avec un manque de sucre de raisin, les cellules s'affaiblissent, meurent de faim et meurent. Cette relation est étudiée en détail en médecine. Maintenant, cette condition est classée comme une maladie grave et est appelée.

En l'absence d'insuline et de glucose, toutes les cellules ne meurent pas, mais seulement celles qui ne sont pas capables d'absorber indépendamment le monosaccharide. Il existe également des cellules insulino-indépendantes. Le glucose y est absorbé sans insuline.

Ceux-ci comprennent les tissus cérébraux, les muscles et les globules rouges. Ces cellules sont nourries par les glucides entrants. Vous remarquerez peut-être que pendant le jeûne ou une mauvaise alimentation, les capacités mentales d'une personne changent considérablement, une faiblesse et une anémie (anémie) apparaissent.

Selon les statistiques, une carence en glucose ne survient que dans 20 %, le pourcentage restant étant dû à un excès d'hormones et de monosaccharides. Ce phénomène est directement lié à la suralimentation. Le corps n'est pas capable de décomposer les glucides qui arrivent en grande quantité, c'est pourquoi il commence simplement à stocker du glucose et d'autres monosaccharides.

Si le glucose est stocké pendant une longue période dans l’organisme, il est converti en glycogène, qui est stocké dans les muscles. Dans cette situation, le corps tombe dans un état de stress lorsqu’il y a trop de glucose.

Étant donné que le corps ne peut pas éliminer indépendamment de grandes quantités de sucre de raisin, il le stocke simplement dans le tissu adipeux, ce qui permet à une personne de prendre rapidement du poids. L'ensemble de ce processus nécessite une grande quantité d'énergie (dégradation, transformation du glucose, dépôt), il y a donc une sensation constante de faim et une personne consomme 3 fois plus de glucides.

Pour cette raison, il est important de consommer correctement le glucose. Non seulement dans les régimes, mais également dans une bonne nutrition, il est recommandé d'inclure dans l'alimentation des glucides complexes, qui se décomposent lentement et saturent uniformément les cellules. En utilisant des glucides simples, le sucre de raisin commence à être libéré en grande quantité, ce qui remplit immédiatement le tissu adipeux. Glucides simples et complexes :

Simple : confiseries, miel, sucre, conserves et confitures, boissons gazeuses, pain blanc, légumes et fruits sucrés, sirops.
Complexe : présent dans les haricots (pois, haricots, lentilles), les céréales, les betteraves, les pommes de terre, les carottes, les noix, les graines, les pâtes, les céréales et grains, le pain noir et de seigle, le potiron.

Utilisation du glucose

Depuis plusieurs décennies, l’humanité a appris à obtenir du glucose en grande quantité. A cet effet, l'hydrolyse de la cellulose et de l'amidon est utilisée. En médecine, les médicaments à base de glucose sont classés comme métaboliques et détoxifiants.

Ils sont capables de restaurer et d'améliorer le métabolisme et ont également un effet bénéfique sur les processus redox. La principale forme de libération est une combinaison lyophilisée et une solution liquide.

À qui profite le glucose ?

La consommation régulière de glucose affecte le poids du bébé dans l'utérus.

Le monosaccharide ne pénètre pas toujours dans l'organisme avec la nourriture, surtout si le régime alimentaire est pauvre et non combiné. Indications d'utilisation du glucose :

Pendant la grossesse et en cas de suspicion de faible poids fœtal. La consommation régulière de glucose affecte le poids du bébé dans l'utérus.
Quand le corps est ivre. Par exemple, des produits chimiques tels que l'arsenic, les acides, le phosgène, le monoxyde de carbone. Le glucose est également prescrit en cas de surdosage médicamenteux et d'empoisonnement.
Pour collapsus et crise hypertensive.
Après empoisonnement comme agent réparateur. Surtout en cas de déshydratation due à des vomissements ou en période postopératoire.
Pour l'hypoglycémie ou l'hypoglycémie. Convient au diabète, vérifiez régulièrement à l'aide de glucomètres et d'analyseurs.
Maladies du foie, pathologies intestinales dues à des infections et diathèse hémorragique.
Utilisé comme remède réparateur après des maladies infectieuses de longue durée.

Formulaire de décharge

Il existe trois formes de libération de glucose :

Solution intraveineuse. Prescrit pour augmenter la pression artérielle osmotique, comme diurétique, pour dilater les vaisseaux sanguins, pour soulager le gonflement des tissus et éliminer l'excès de liquide, pour restaurer le processus métabolique dans le foie, ainsi que pour nourrir le myocarde et les valvules cardiaques. Il est produit sous forme de sucre de raisin séché, qui est dissous dans des concentrés avec différents pourcentages.
. Prescrit pour améliorer l'état général, l'activité physique et intellectuelle. Agit comme sédatif et vasodilatateur. Un comprimé contient au moins 0,5 gramme de glucose sec.
Solutions pour perfusions (compte-gouttes, systèmes). Prescrit pour rétablir l'équilibre eau-électrolyte et acido-basique. Également utilisé sous forme sèche avec une solution concentrée.

Comment vérifier votre glycémie, regardez la vidéo :

Contre-indications et effets secondaires

Le glucose n'est pas prescrit aux personnes souffrant de diabète sucré et de pathologies augmentant la glycémie. En cas de prescription incorrecte ou d'automédication, une insuffisance cardiaque aiguë, une perte d'appétit et une perturbation de l'appareil insulaire peuvent survenir.

De plus, le glucose ne doit pas être administré par voie intramusculaire, car cela pourrait provoquer une nécrose de la graisse sous-cutanée. Avec l'administration rapide d'une solution liquide, une hyperglucosurie, une hypervolémie, une diurèse osmotique et une hyperglycémie peuvent survenir.

Utilisations inhabituelles du glucose

Le glucose est utilisé dans les produits de boulangerie pour rendre le produit doux et frais.

Sous forme de sirop, le sucre de raisin est ajouté à la pâte lors de la cuisson du pain. Grâce à cela, le pain peut être conservé longtemps à la maison sans se rassir ni se dessécher.

Vous pouvez également réaliser ce type de pain, mais en utilisant du glucose en ampoules. Le sucre de raisin confit liquide est ajouté aux produits de boulangerie, comme les muffins ou les gâteaux.

Le glucose apporte aux produits de confiserie douceur et fraîcheur longue durée. Le dextrose est également un excellent conservateur.

Bains ou rinçages oculaires avec une solution à base de dextrose. Cette méthode permet de s’affranchir de l’opacification cornéenne vascularisée, notamment après une kératite. Les bains sont utilisés selon des instructions strictes pour éviter le délaminage de la couche cornéenne. Le glucose est également versé dans les yeux, sous forme de gouttes faites maison ou sous forme diluée.

Utilisé pour la finition des textiles. Une solution de glucose faible est utilisée comme engrais pour les plantes fanées. Pour ce faire, achetez du sucre de raisin en ampoule ou sous forme sèche et ajoutez-le à de l'eau (1 ampoule : 1 litre). Les fleurs sont régulièrement arrosées avec cette eau au fur et à mesure qu'elles sèchent. Grâce à cela, les plantes redeviendront vertes, fortes et saines.

Le sirop de glucose sec est ajouté aux aliments pour bébés. Également utilisé lors des régimes. Il est important de surveiller votre santé à tout âge, il est donc recommandé de faire attention à la quantité de monosaccharides contenus dans les aliments ainsi que de glucides facilement digestibles.

En cas de carence ou d'excès de glucose, des perturbations se produisent dans les systèmes cardiovasculaire, endocrinien et nerveux, tandis que l'activité cérébrale est considérablement réduite, les processus métaboliques sont perturbés et l'immunité se détériore. Aidez votre corps en utilisant uniquement des aliments sains comme les fruits, le miel, les légumes et les céréales. Limitez-vous aux calories inutiles qui pénètrent dans votre corps grâce aux gaufres, aux biscuits, aux pâtisseries et aux gâteaux.

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Structure moléculaire.

Lors de l'étude de la composition du glucose, il a été constaté que sa formule la plus simple est CH 2 O et que sa masse molaire est de 180 g/mol. De cela, nous pouvons conclure que la formule moléculaire du glucose est C 6 H 12 O 6.

Pour établir la formule développée d’une molécule de glucose, il est nécessaire de connaître ses propriétés chimiques. Il a été prouvé expérimentalement qu'une mole de glucose réagit avec cinq moles d'acide acétique pour former un ester. Cela signifie qu'il y a cinq groupes hydroxyle dans une molécule de glucose. Étant donné que le glucose avec une solution ammoniacale d'oxyde d'argent donne une réaction « miroir d'argent », sa molécule doit également contenir un groupe aldéhyde.

Il a également été prouvé expérimentalement que le glucose possède une chaîne carbonée non ramifiée.

Sur la base de ces données, la structure de la molécule de glucose peut être exprimée comme suit :

Importance biologique du glucose, son utilisation.

Application.

Glucose fait référence aux glucides et est l'un des produits métabolisme corps humains et animaux. Dans le métabolisme, le glucose a principalement une valeur énergétique. Avec la dégradation complète de 1 g de glucose, 17,15 kJ (4,1 kcal) de chaleur sont libérés. L'énergie libérée lors de ce processus assure l'activité des cellules du corps. La valeur énergétique du glucose est particulièrement élevée pour les organes au fonctionnement intensif comme le système nerveux central, le cœur et les muscles. À cet égard, le glucose est largement utilisé comme Tonique pour de nombreuses maladies chroniques accompagnées d'épuisement physique.

Le glucose augmente la capacité du foie à neutraliser divers poisons, ce qui explique en grande partie ses propriétés antitoxiques. De plus, en cas d'intoxication, l'utilisation de grandes quantités de solutions de glucose s'accompagne d'une diminution de la concentration de poisons dans le sang en raison d'une augmentation de la masse de liquide circulant dans les vaisseaux et d'une miction accrue.

1.Polysaccharides (glycanes) sont des molécules de glucides polymères reliées par une longue chaîne, unies entre elles par une liaison glycosidique, et lors de l'hydrolyse, elles deviennent partie intégrante des monosaccharides ou des oligosaccharides

2. Propriétés physiques de l'amidon C'est une poudre blanche, insoluble dans l'eau froide, elle gonfle pour former une pâte.

.Être dans la nature

L'amidon, principale source d'énergie de réserve des cellules végétales, se forme dans les plantes lors de la photosynthèse et s'accumule dans les tubercules, les racines, les graines : 6CO 2 + 6H 2 O lumière, chlorophylle→ C6H12O6 + 6O2

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

amidon de glucose

Contenu dans les tubercules de pomme de terre, les grains de blé, le riz et le maïs. Le glycogène (amidon animal) se forme dans le foie et les muscles des animaux.

.Rôle biologique.

L'amidon est l'un des produits de la photosynthèse, principale réserve nutritive des plantes. L'amidon est le principal glucide de l'alimentation humaine.

3. 1) Sous l'action d'enzymes ou lorsqu'il est chauffé avec des acides (les ions hydrogène servent de catalyseur), l'amidon, comme tous les glucides complexes, subit une hydrolyse. Dans ce cas, l'amidon soluble se forme d'abord, puis des substances moins complexes - les dextrines. Le produit final de l'hydrolyse est le glucose. L’équation globale de la réaction peut être exprimée comme suit :

Il y a une dégradation progressive des macromolécules. L'hydrolyse de l'amidon est sa propriété chimique importante.
-glucose. Le processus de formation de l'amidon peut être exprimé comme suit (réaction de polycondensation) : a2) L'amidon ne donne pas la réaction du « miroir d'argent », mais les produits de son hydrolyse le font. Les macromolécules d'amidon sont constituées de nombreuses molécules cycliques

3) Une réaction caractéristique est l'interaction de l'amidon avec des solutions d'iode. Si une solution d'iode est ajoutée à une pâte d'amidon refroidie, une couleur bleue apparaît. Lorsque la pâte est chauffée, elle disparaît et lorsqu'elle est refroidie, elle réapparaît. Cette propriété est utilisée pour déterminer l’amidon dans les produits alimentaires. Par exemple, si une goutte d’iode est appliquée sur une pomme de terre coupée ou sur une tranche de pain blanc, une couleur bleue apparaît.

4. structure cellulosique

La cellulose est une substance largement distribuée dans les plantes

monde. On le trouve aussi bien dans les plantes annuelles que vivaces, en particulier dans les espèces arborescentes.

La théorie moderne de la structure de la cellulose répond aux questions fondamentales suivantes :

Structure des macromolécules cellulosiques : structure chimique de l'unité élémentaire et de la macromolécule dans son ensemble ; conformation de la macromolécule et de ses unités.

Poids moléculaire de la cellulose et sa polydispersité.

Structure de la cellulose : état de phase d'équilibre de la cellulose (amorphe ou cristalline) ; types de liaisons entre macromolécules ; structure supramoléculaire ; hétérogénéité structurelle de la cellulose ; modifications structurelles de la cellulose.

2) La structure de la macromolécule cellulosique peut être représentée par la formule

5.hydrolyse de la cellulose

С6Н10О5)n +nH2O=nC6H12O6 bêta-glucose

Fibres d'acétate- l'un des principaux types de fibres artificielles ; obtenu à partir d’acétate de cellulose. Selon le type de matière première, on distingue les fibres de triacétate (issues de la triacétylcellulose) et les fibres d'acétate elles-mêmes.

Viscose- (de la fin de Lat. visqueux- froide) solution concentrée très visqueuse de xanthate de cellulose dans une solution diluée de NaOH.

7. La CELLULOSE constitue la majeure partie des murs végétaux. (Figure « Matériaux naturels contenant de la cellulose » - diapositive 7, leçon 21). La cellulose relativement pure est constituée de fibres de coton, de jute et de chanvre. Le bois contient de 40 à 50 % de cellulose, la paille - 30 %. La cellulose végétale sert de nutriment aux herbivores, dont le corps contient des enzymes qui décomposent les fibres.
A partir de cellulose (on fabrique de nombreuses fibres artificielles, films polymères, plastiques, poudre sans fumée, vernis. Une grande quantité de cellulose est utilisée pour la production de papier. Par saccharification de la cellulose, on obtient du glucose ; il est utilisé pour la production d'alcool éthylique éthanol, p.