A glükóz számos sejt, köztük az agy és a vörösvértestek fontos energiaforrása. Egyes májsejtek és zsírszövetek is használják energia tárolására.
A glükóz a növényekben a foszforszintézis során, az emberben pedig a máj glükoneogenezisével termelődik. A szervezetben egy sor sejtreakció során bomlik le, kezdve a glikolízissel.
Energia
A glükóz a legtöbb élő szervezet fő energiaforrása. Számos fontos vegyület, köztük a keményítő, a cellulóz és a glikogén (valamint az oligoszacharidok) prekurzora.
Számos enzim foszforilált glükózt használ, hogy cukorcsoportot adjon más molekulákhoz a glikozilációnak nevezett szerves kémiai folyamatban. Ez nagyon fontos lehet a fehérjék és lipidek működéséhez.
A glükóz két természetben előforduló formában található, az L-glükóz és a D-glükóz. Mindkettő azonos glükózmolekulákat tartalmaz, de tükörtükrözésben vannak elrendezve. A D-glükóz forma az óramutató járásával megegyező irányba, az L-glükóz forma pedig az óramutató járásával ellentétes irányba polarizálja a fényt.
Szénhidrát
A glükóz az élő szervezetek fő energiaforrása. Számos sejtfolyamat alapja is. A legfontosabbak közé tartozik a glükózpolimerek (poliszacharidok), például a keményítő, a cellulóz és a glikogén előállítása; lipidek; valamint glükózból és más cukrokból álló oligoszacharidok.
Ezenkívül glükózt adnak a fehérjékhez és lipidekhez a glikozilációnak nevezett folyamat során, hogy szerkezetet adjon nekik. Szubsztrátként is használják az erjedési folyamatban, hogy etanolt, alkoholt állítsanak elő.
A szénhidrátok sokféle élelmiszerben megtalálhatók, és különböző formákban és típusokban vannak. Az egészséges forrásokból, például teljes kiőrlésű gabonából, zöldségekből, gyümölcsökből és babból származó szénhidrátok fogyasztása a jó étrend kulcsa.
A szénhidrátok egész nap üzemanyagot adnak a központi idegrendszernek, és energiát biztosítanak a dolgozó izmoknak. Azonban túlzott fogyasztás esetén károsak lehetnek. A magas glikémiás étrend növelheti a szívbetegség, a cukorbetegség és az elhízás kockázatát.
glikogén
A glikogén a szervezet fő energiatároló mechanizmusa. Főleg a májban és az izmokban raktározódik, és szabad glükóz formájában szétoszlik más szövetekben.
A glikogén polimer szerkezetű, hosszú lineáris láncú glükózmaradékokat tartalmaz, amelyeket a-1,4 glikozidos kötések kapcsolnak össze. Ezek a glükóz egységek helikális polimert alkotnak, amelynek körülbelül minden tíz maradéka egy másik glükózlánccal alkot elágazást.
Ezek az ágak egy alfa-acetál-kötéssel, -C(OH)H-O- kötődnek össze, ami akkor fordul elő, ha 2 alkoxicsoport ugyanahhoz a szénatomhoz kötődik (C-1 és C-4 vagy C-5). Az oldatokban a glükóz nyitott láncú formái több ciklusos izomerrel vannak egyensúlyban, amelyek mindegyike egy oxigénatommal lezárt hidroxilgyűrűt tartalmaz.
Az izomglikogén az izomtömeg körülbelül 1-2%-át teszi ki, és elsősorban az intermyofibrilláris régiókban található. Amikor az izomglikogén kimerül, a hexokináz nevű transzportfehérje lebontja, és glükózt szabadít fel a véráramba.
Poliszacharidok
A poliszacharidok összetett, elágazó szénhidrátok, amelyek akkor keletkeznek, amikor a monoszacharidok vagy diszacharidok glikozidos kötésekkel kapcsolódnak egymáshoz. Ezeket a kötéseket két széngyűrű közötti oxigénatom hozza létre.
A poliszacharidláncok egyedi tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek különböznek egymástól, beleértve összetételüket, kötésüket, elágazási fokukat és molekulatömegüket. Ezek a szerkezeti jellemzők fontosak fizikai-kémiai és biológiai aktivitásaik megértésében.
Szinte minden poliszacharid glikozidos kötésekkel kapcsolódik. Ezek a kötések egy dehidratációs reakció során jönnek létre, amikor egy vízmolekula eltávolítódik a cukormaradékból, és egy hidroxilcsoport elveszik a szénből.
A poliszacharidokat sejtfalak szerkezeti alkotóelemeiként és extracelluláris struktúrákként használják növényekben, rovarokban és gombákban. Némelyikük energiatárolóként is funkcionál. Ilyen például a cellulóz és a kitin. A hialuronsavban is megtalálhatók, amely az ízületi folyadék és a kötőszövet számára fontos anyag.
