Глюкоза (или декстроза) является важнейшим простым сахаром, который входит в состав всех важных полисахаридов (гликоген, целлюлоза, декстрин, крахмал и т.д.) и участвует в обменных процессах организма. Это вещество относится к подклассу моносахаридов класса сахаридов (углеводов) и представляет собой бесцветные кристаллы, обладающие сладким вкусом и хорошо растворяющиеся в различных жидкостях: воде, аммиачном растворе гидроксида меди, концентрированных растворах хлорида цинка и серной кислоты.
Глюкоза содержится в ягодах и полученных из фруктов соках, в овощах, различных частях растений, а также в тканях живых организмов. Благодаря высокому содержанию в плодах винограда (глюкоза содержится в них в количестве 7,8%) ее также иногда называют виноградным сахаром.
Роль глюкозы в организме
Глюкоза в организме животных и человека играет роль важнейшего источника энергии и обеспечивает нормальное течение метаболических процессов. Все без исключения клетки живых организмов обладают способностью усваивать ее, в то время как способностью использовать в качестве источников энергии свободные жирные кислоты, фруктозу, молочную кислоту или глицерин наделены лишь некоторые их типы.
Глюкоза – это наиболее распространенный в животных организмах углевод. Она является связующей нитью между энергетическими и пластическими функциями углеводов, поскольку именно из глюкозы образуются все остальные моносахариды, и в нее же они превращаются. В печени в глюкозу способны конвертироваться молочная кислота, большинство свободных жирных кислот, глицерин, аминокислоты, глюкуроновая кислота, гликопротеины. Этот процесс носит название глюконеогенеза. Другой способ конвертации – гликогенолиз. Он протекает путем нескольких метаболических цепочек, а его суть заключается в том, что источники энергии, не имеющие прямого пути биохимической конвертации в глюкозу, используются печенью для синтеза аденозинтрифосфатов (АТФ) и в последующем задействуются в процессах энергетического обеспечения глюконеогенеза (процесса образования глюкозы в организме клетками печени и, в незначительной мере, корковым веществом почек), ресинтеза глюкозы из молочной кислоты, а также энергетического обеспечения синтеза гликогена из мономеров глюкозы.
Свыше 90% растворимых низкомолекулярных углеводов, содержащихся в крови живых организмов, приходится на глюкозу. Оставшиеся несколько процентов составляют фруктоза, мальтоза, манноза, пентоза, связанные с белками полисахариды, а в случае развития каких-либо патологических процессов – еще и галактоза.
Наиболее интенсивное потребление глюкозы в организме происходит в тканях центральной нервной системы, в эритроцитах, а также в мозговом веществе почек.
Основной формой хранения глюкозы в организме является гликоген – полисахарид, образующийся из ее остатков. Мобилизации гликогена в организме начинается, когда снижается количество содержащейся в клетках и, следовательно, в крови, свободной глюкозы. Синтез гликогена происходит практически во всех тканях организма, однако, наибольшее его количество содержится в печени и скелетных мышцах. Процесс накопления гликогена в мышечной ткани начинается в периоды восстановления после физических нагрузок, в особенности после приема пищи, богатой углеводами. В печени же он накапливается непосредственно после еды или при гипергликемии.
Однако, энергии, которая высвобождается вследствие «сгорания» гликогена, у среднестатистического человека со средним физическим развитием при достаточно бережном ее расходовании хватает не более, чем на одни сутки. Поэтому гликоген – это своего рода «аварийный резерв» организма, рассчитанный на экстренные ситуации, когда по какой-то причине прекращается поступление глюкозы в кровь (в том числе во время вынужденных ночных голоданий и в интервалах между приемами пищи). В таких случаях наибольшая доля потребления глюкозы в организме приходится на головной мозг Глюкоза вообще является единственным энергетическим субстратом, обеспечивающим его жизнедеятельность. Это связано с тем, что клетки головного мозга не обладают способностью самостоятельно синтезировать ее.
Использование глюкозы в организме, полученной вследствие распада гликогена, начинается примерно спустя три часа после приема пищи, сразу же после него вновь начинается процесс накопления. Дефицит глюкозы проходит для человека относительно безболезненно и без серьезных негативных последствий в тех случаях, когда в течение суток ее количество удается нормализовать при помощи питания.
Физиологическая регуляция уровня глюкозы в организме
Способность организма сохранять нормальную концентрацию глюкозы в крови представляет собой один из наиболее совершенных механизмов поддержания относительного постоянства внутренней среды (гомеостаза), которыми он наделен. Его нормальное функционирование обеспечивается:
- Печенью;
- Отдельными гормонами;
- Внепеченочными тканями.
Регуляция уровня глюкозы в крови осуществляется продуктами 30-40 генов. Благодаря их взаимодействию необходимая концентрация глюкозы поддерживается даже тогда, когда продукты, являющиеся ее источником, включаются в рацион нерегулярно и неравномерно.
В интервале между приемами пищи количество содержащейся глюкозы находится в пределах от 80 до 100 мг/100 мл. После приема пищи (в особенности, содержащей большое количество углеводов) этот показатель составляет 120-130 мг/100 мл. В периоды голодания уровень глюкозы в организме опускается до отметки в 60-70 мг/100 мл. Понижению его могут также способствовать процессы метаболического распада, в особенности, в стрессовых ситуациях, при увеличении уровня физической активности, а также при повышении температуры тела.
Нарушение толерантности к глюкозе
Нарушение толерантности к глюкозе является предпосылкой развития некоторых заболеваний (например, сахарный диабет II типа) или комплексного нарушения функции сердечнососудистой системы и обменных процессов (так называемый метаболический синдром). При нарушениях углеводного обмена и развитии метаболического синдрома могут возникнуть осложнения, способные преждевременно привести к смерти человека. Среди них наиболее часто встречаются гипертония и инфаркт миокарда.
Толерантность к глюкозе, как правило, нарушается на фоне других патологических процессов в организме. В значительной мере этому способствуют:
- повышение уровня артериального давления;
- повышенный показатель холестерина;
- повышенный показатель триглицеридов;
- повышение уровня липопротеидов низкой плотности;
- снижение уровня холестерина липопротеидов высокой плотности.
Для того чтобы снизить вероятность нарастания нарушений, пациентам рекомендуется соблюдать ряд мер, среди которых контроль массы тела (в частности, при необходимости, ее снижение), включение в рацион питания здоровой пищи, повышение уровня физической активности, здоровый образ жизни.
