Биологическая роль глюкозы в организме. Глюкоза – основное топливо организма

Глюкоза (декстроза) – моносахарид, являющийся универсальным источником энергии для человека. Это конечный продукт гидролиза ди – и полисахаридов. Соединение открыто английским врачом Уильямом Праутом в 1802 году.

Глюкоза или виноградный сахар – важнейшее питательное вещество для центральной нервной системы человека. Оно обеспечивает нормальное функционирование организма при сильной физической, эмоциональной, интеллектуальной нагрузках и быстрое реагирование мозга на форс – мажорные ситуации. Другими словами, глюкоза – реактивное топливо, поддерживающее все процессы жизнедеятельности на клеточном уровне.

Структурная формула соединения – C6H12O6.

Глюкоза представляет собой кристаллическое вещество сладкого вкуса, без запаха, хорошо растворимое в воде, концентрированных растворах серной кислоты, хлорида цинка, реактиве Швейцера. В природе образуется в результате фотосинтеза растений, в промышленности – путем гидролиза целлюлозы, .

Молярная масса соединения – 180,16 грамм на моль.

Сладость глюкозы вдвое ниже, чем сахарозы.

Используют в кулинарии, медицинской промышленности. Препараты на ее основе применяют для снятия интоксикации и определения наличия, типа сахарного диабета.

Рассмотрим гипергликемия/гипогликемия – что это такое, польза и вред глюкозы, где содержится, использование в медицине.

Суточная норма

Для питания клеток головного мозга, эритроцитов крови, поперечно – полосатых мышц и обеспечения организма энергией человеку нужно съедать «свою» индивидуальную норму. Для ее вычисления умножьте фактический вес тела на коэффициент 2,6. Полученное значение – суточная потребность вашего организма в моносахариде.

При этом, работникам умственного труда (офисным сотрудникам), выполняющим вычислительно–планирующие операции, спортсменам и людям, испытывающим тяжелые физические нагрузки дневную норму следует увеличить. Поскольку данные операции требуют большего количества затрачиваемой энергии.

Потребность в глюкозе снижается при малоподвижном образе жизни, склонности к сахарному диабету, избыточном весе. В данном случае для выработки энергии организм будет использовать не легко усваиваемый сахарид, а запасы жира.

Помните, глюкоза в умеренных дозах – это лекарство и «топливо» для внутренних органов, систем. При этом, чрезмерное употребление сладости превращает ее в яд, оборачивая полезные свойства во вред.

Гипергликемия и гипогликемия

У здорового человека уровень глюкозы в крови натощак составляет 3,3 – 5,5 миллимоль на литр, после приема пищи он повышается до отметки 7,8.

Если данный показатель ниже нормы – развивается гипогликемия, выше – гипергликемия. Любые отклонения от допустимого значения вызывают нарушения в организме, часто – необратимые расстройства.

Повышенное содержание глюкозы в крови увеличивает выработку инсулина, что ведет к интенсивной работе поджелудочной железы «на износ». В результате орган начинает истощаться, возникает риск развития сахарного диабета, страдает иммунитет. При достижении концентрации глюкозы в крови до 10 миллимоль на литр, печень перестает справляться со своими функциями, нарушается работа кровеносной системы. Переизбыток сахара преобразовывается в триглицериды (жировые клетки), которые провоцируют появление ишемической болезни, атеросклероза, гипертонии, инфаркт сердца, кровоизлияния в мозг.

Главная причина развития гипергликемии – нарушение функционирования поджелудочной железы.

Продукты, снижающие сахар в крови:

овсяная каша;
омары, лангусты, крабы;
сок черники;
помидоры, топинамбур, черная смородина;
соевый сыр;
листья салата, тыква;
зеленый чай;
авокадо;
мясо, рыба, курица;
лимон, грейпфрут;
миндаль, кешью, арахис;
бобовые;
арбуз;
чеснок и лук.

Падение глюкозы в крови приводит к недостаточному питанию мозга, ослаблению организма, что рано или поздно приводит к обмороку. Человек теряет силы, появляется мышечная слабость, апатия, физические нагрузки даются с трудом, ухудшается координация, возникает ощущение беспокойства, помрачение сознания. Клетки находятся в состоянии голодания, замедляется их деление и регенерация, возрастает риск отмирания тканей.

Причины гипогликемии: алкогольное отравление, отсутствие сладких продуктов в рационе питания, онкологические заболевания, дисфункция щитовидной железы.

Для поддержания глюкозы в крови в пределах нормы обратите внимание на работу инсулярного аппарата, обогатите ежедневное меню полезными природными сладостями, содержащими моносахарид. Помните, низкий уровень инсулина препятствует полноценному всасыванию соединения, как следствие развивается гипогликемия. При этом, адреналин, наоборот, поможет ее увеличить.

Польза и вред

Главные функции глюкозы – питательная и энергетическая. Благодаря им она поддерживает биение сердца, дыхание, мышечное сокращение, работу мозга, нервной системы и регулирует температуру тела.

Значение глюкозы в организме человека:

Участвует в обменных процессах, выступает наиболее усвояемым энергоресурсом.
Поддерживает работоспособность организма.
Питает клетки головного мозга, улучшает память, обучаемость.
Стимулирует работу сердца.
Быстро утоляет чувство голода.
Снимает стресс, корректирует психическое состояние.
Ускоряет восстановление мышечной ткани.
Помогает печени в нейтрализации токсических веществ.

Сколько лет глюкозу используют для интоксикации организма, при гипогликемии. Моносахарид входит в состав кровезаменителей, противошоковых препаратов, используемых для лечения болезней печени и центральной нервной системы.

Помимо положительного влияния, глюкоза способна нанести вред организму людей в преклонном возрасте, больным с нарушенным обменом веществ и привести к следующим последствиям:

ожирению;
развитию тромбофлебита;
перегрузке поджелудочной железы;
возникновению аллергических реакций;
возрастанию холестерина;
появлению воспалительных, сердечных заболеваний, расстройству коронарного кровообращения;
артериальной гипертензии;
повреждению сетчатки глаза;
эндотелиальной дисфункции.

Помните, доставка моносахарида в организм должна в полной мере компенсироваться расходом калорий на энергетические нужды.

Источники

Моносахарид содержится в мышечном гликогене животных, крахмале, ягодах и фруктах. 50 % энергии, необходимой для организма, человек получает за счет гликогена (отложенного в печени, мышечной ткани) и употребления глюкозосодержащих продуктов.

Главный природный источник соединения – мед (80 %), он содержит в своем и другой полезный углевод – фруктозу.

Таблица № 1 « В чем содержится глюкоза»

Наименование продукта	Содержание моносахарида в 100 граммах, грамм
Сахар – рафинад	99,7
Пчелиный мед	80,1
Мармелад	79,2
Пряники	77,6
Макароны	70,5
Сладкая соломка	69,1
Финики	69,0
Перловая крупа	66,8
Курага	66,1
Изюм	65,6
Яблочное повидло	65,0
Шоколад	63,2
Рис	62,2
Овсянка	61,7
Кукуруза	61,3
Гречка	60,3
Хлеб белый	52,8
Хлеб ржаной	44,2
Сливочное мороженое	21,2
Картофель	8,0
Яблоки	7,8
Виноград	7,7
Свекла	6,6
Морковь	5,6
Вишня	5,4
Черешня	5,4
Молоко	4,4
Крыжовник	4,3
Тыква	4,1
Бобовые	4,1
Капуста	4,0
Малина	3,8
Помидоры	3,3
Творог	3,2
Сметана	3,0
Сливы	3,0
Печень	2,7
Клубника	2,6
Клюква	2,4
Арбуз	2,3
Апельсины	2,3
	2,1
Мандарины	2,0
Сыр	2,0
Персики	2,0
Груша	1,7
Черная смородина	1,4
Огурцы	1,2
Масло	0,4
Яйца	0,3

Глюкоза в медицине: форма выпуска

Препараты глюкозы относят к дезинтоксикационным и метаболическим средствам. Их спектр действия направлен на улучшение обменных и окислительно–восстановительных процессов в организме. Действующим веществом данных медикаментов является декстрозы моногидрат (сублимированная глюкоза в комбинации со вспомогательными веществами).

Формы выпуска и фармакологические свойствамоносахарида:

Таблетки, содержащие 0,5 грамм сухой декстрозы. При пероральном приёме глюкоза оказывает сосудорасширяющее и седативное действие (умеренно выраженное). Кроме того, препарат восполняет запасы энергии, повышая интеллектуальную и физическую продуктивность.
Раствор для инфузий. В литре 5 % глюкозы присутствует 50 грамм безводной декстрозы, в 10 % составе – 100 грамм вещества, в 20 % смеси – 200 грамм , в 40 % концентрате – 400 грамм сахарида. Учитывая, что 5 % раствор сахарида изотоничен относительно плазмы крови, введение препарата в кровоток помогает нормализовать кислотно–щелочное и водно–электролитное равновесия в организме.
Раствор для внутривенных инъекций. В миллилитре 5 % концентрата содержится 50 миллиграмм высушенной декстрозы, в 10 % – 100 миллиграмм, в 25 % – 250 миллиграмм, в 40 % – 400 миллиграмм. При внутривенном введении глюкоза повышает осмотическое кровяное давление, расширяет сосуды, увеличивает мочеобразование, усиливает отток жидкости из тканей, активизирует обменные процессы в печени, нормализует сократительную функцию миокарда.

Помимо этого, сахарид используют для искусственного лечебного питания, в том числе энтерального и парентерального.

В каких случаях и в какой дозировке назначают «медицинскую» глюкозу?

Показания к применению:

гипоглекемия (пониженная концентрация сахара в крови);
нехватка углеводного питания (при умственных и физических перегрузках);
реабилитационный период после затяжных заболеваний, в том числе инфекционных (как дополнительное питание);
декомпенсация сердечной деятельности, кишечные инфекционные патологии, болезни печени, геморрагические диатезы (в комплексной терапии);
коллапс (внезапное падение кровяного давления);
обезвоживание, вызванное рвотой, диареей или хирургическим вмешательством;
интоксикация или отравление (в том числе наркотиками, мышьяком, кислотами, окисью углерода, фосгеном);
для увеличения размеров плода при беременности (в случае подозрения на малый вес).

Кроме того, «жидкую» глюкозу используют для разведения лекарственных средств, вводимых парентерально.

Изотонический глюкозный раствор (5 %) вводят следующими способами:

подкожно (однократная порция – 300 – 500 миллилитров);
внутривенно капельно (максимальная скорость введения – 400 миллилитров в час, суточная норма для взрослых – 500 – 3000 миллилитров, дневная доза для детей – 100 – 170 миллилитров раствора на килограмм веса ребёнка, для новорожденных данный показатель снижается до 60);
в виде клизм (разовая порция вещества варьируется от 300 до 2000 миллилитров, в зависимости от возраста и состояния больного).

Гипертонические концентраты глюкозы (10 %, 25 % и 40 %) используются только для внутривенных инъекций. Причём за один приём вводят не более 20 – 50 миллилитров раствора. Однако, при больших кровопотерях, гипогликемии гипертоническую жидкость применяют для инфузионных вливаний (100 – 300 миллилитров в сутки).

Помните, фармакологические свойства глюкозы усиливают (1 %), инсулин, метиленовый синим (1%).

Таблетки глюкозы принимают перорально по 1 – 2 штуки в сутки (при необходимости дневную порцию увеличивают до 10 драже).

Противопоказания к приёму глюкозы:

сахарный диабет;
патологии, сопровождающиеся повышением концентрации сахара в крови;
индивидуальная непереносимость глюкозы.

Побочные эффекты:

гипергидратация (вследствие введения объёмных порций изотонического раствора);
снижение аппетита;
некроз подкожной клетчатки (при попадании гипертонического раствора под кожу);
острая сердечная недостаточность;
воспаления вен, тромбозы (из –за быстрого введения раствора);
нарушение функции инсулярного аппарата.

Помните, слишком быстрое введение глюкозы чревато гипергликемией, осмотическим диурезом, гиперволемией, гиперглюкозурией.

Вывод

Глюкоза – важный питательный элемент для организма человека.

Потребление моносахарида должно быть разумным. Чрезмерный или недостаточный прием подрывает иммунитет, нарушает обмен веществ, вызывает проблемы со здоровьем (приводит в дисбаланс работу сердечной, эндокринной, нервной систем, снижает мозговую активность).

Чтобы организм находился на высоком уровне работоспособности и получал достаточно энергии, избегайте изнуряющих физических нагрузок, стрессов, следите за работой печени, поджелудочной железы, употребляйте полезные углеводы (крупы, фрукты, овощи, сухофрукты, мед). При этом, откажитесь от приема «пустых» калорий, представленных тортами, пирожными, конфетами, печеньем, вафлями.

Строение молекулы.

При изучении состава глюкозы выяснили, что её простейшая формула СН 2 О, а молярная масса 180 г/моль. Отсюда можно сделать вывод, что молекулярная формула глюкозы С 6 Н 12 О 6 .

Для установления структурной формулы молекулы глюкозы необходимо знать её химические свойства. Экспериментально доказали, что один моль глюкозы реагирует с пятью молями уксусной кислоты с образованием сложного эфира. Это означает, что в молекуле глюкозы имеется пять гидроксильных групп. Так как глюкоза с аммиачным раствором оксида серебра даёт реакцию "серебряного зеркала", то в её молекуле должна быть также альдегидная группа.

Опытным путём также доказали, что глюкоза имеет неразветвлённую углеродную цепь.

На основании этих данных строение молекулы глюкозы можно выразить следующим образом:

Биологическое значение глюкозы, её применение.

Глюкоза - необходимый компонент пищи, один из главных участников обме-на веществ в организме, очень питательна и легко усваивается. При её окис-лении выделяется больше трети используемой в организме энергий ресурс - жиры, но роль жиров и глюкозы в энергетике разных органов различна. Сердце в качестве топлива используется жирные кислоты. Скелетным мыш-цам глюкоза нужна для “запуска”, а вот нервные клетки, в том числе и клетки головного мозга работают только на глюкозе. Их потребность составляет 20-30% вырабатываемой энергии. Нервным клеткам энергия нужна каждую се-кунду, а глюкозу организм получает при приёме пищи. Глюкоза легко усваивается организмом, поэтому ее используют в медицине в качестве укрепляющего лечебного средства. Специфические олигосахариды определяют группу крови. В кондитерском деле для изготовления мармелада, карамели, пряников и т.д. Большое значение имеют процессы брожения глю-козы. Так, например, при квашении капусты, огурцов, молока происходит молочнокислое брожение глюкозы, также как и при силосовании кормов. На практике используется и спиртовое брожение глюкозы, например, при про-изводстве пива. Целлюлоза – исходное вещество для получения шелка, ваты, бумаги.
Углеводы действительно самые распространенные органические вещества на Земле, без которых невозможно существование живых организмов.
В живом организме в процессе метаболизма глюкоза окисляется с выделением большого количества энергии:

Применение.

Глюкоза относится к углеводам и представляет собой один из продуктов обмена веществ организма человека и животных. В обмене веществ глюкоза имеет главным образом энергетическое значение. При полном распаде 1 г глюкозы выделяется 17,15 кДж (4,1 ккал) тепла. Выделяемая при этом энергия обеспечивает деятельность клеток организма. Особенно велико энергетическое значение глюкозы для таких интенсивно функционирующих органов, как ЦНС, сердце, мышцы. В связи с этим глюкоза широко применяется как общеукрепляющее средство при многих хронических заболеваниях, сопровождающихся физическим истощением.

Глюкоза повышает способность печени к обезвреживанию различных ядов, чем в значительной мере объясняются антитоксические свойства глюкозы. Кроме того, при отравлениях применение больших количеств растворов глюкозы сопровождается уменьшением концентрации ядов в крови за счет увеличения массы циркулирующей в сосудах жидкости и усиления мочеотделения.

1.Полисахариды (гликаны ) – это молекулы полимерных углеводов, соединенных длинной цепочкой, объединённые вместе гликозидной связью, а при гидролизе становятся составной частью моносахаридов илиолигосахаридов

2.Физические св-ва крахмала.это белый порошок,нерастворимый в холодной воде.В горячей воде набухает образуя клейстр.

. Нахождение в природе

Крахмал – основной источник резервной энергии в растительных клетках – образуется в растениях в процессе фотосинтеза и накапливается в клубнях, корнях, семенах: 6CO 2 + 6H 2 O свет, хлорофилл → C 6 H 12 O 6 + 6O 2

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

глюкоза крахмал

Содержится в клубнях картофеля, зёрнах пшеницы, риса, кукурузы.Гликоген (животный крахмал), образуется в печени и мышцах животных.

. Биологическая роль.

Крахмал – один из продуктов фотосинтеза, главное питательное запасное вещество растений. Крахмал – основной углевод в пище человека.

3. 1) При действии ферментов или при нагревании с кислотами (ионы водорода служат катализатором) крахмал, как и все сложные углеводы, подвергается гидролизу. При этом сначала образуется растворимый крахмал, затем менее сложные вещества - декстрины. Конечным продуктом гидролиза является глюкоза. Можно выразить суммарное уравнение реакции следующим образом:

Происходит постепенное расщепление макромолекул. Гидролиз крахмала - его важное химическое свойство.
-глюкозы. Процесс образования крахмала можно выразить так (реакция поликонденсации):a2) Крахмал не дает реакции «серебряного зеркала», но ее дают продукты его гидролиза. Макромолекулы крахмала состоят из многих молекул циклической

3) Характерной реакцией является взаимодействие крахмала с растворами иода. Если к охлажденному крахмальному клейстеру добавить раствор иода, то появляется синее окрашивание. При нагревании клейстера оно исчезает, а при охлаждении появляется вновь. Этим свойством пользуются при определении крахмала в пищевых продуктах. Так, например, если каплю иода нанести на срез картофеля или ломтик белого хлеба, то появляется синее окрашивание.

4.строение целлюлозы

Целлюлоза является веществом, широко распространенным в растительном

мире. Она входит в состав как однолетних растений, так и многолетних, в частности - в состав древесных пород.

Современная теория строения целлюлозы отвечает на следующие основные вопросы :

Строение макромолекул целлюлозы: химическое строение элементарного звена и макромолекулы в целом; конформация макромолекулы и ее звеньев.

Молекулярная масса целлюлозы и ее полидисперсность.

Структура целлюлозы: равновесное фазовое состояние целлюлозы (аморфное или кристаллическое); типы связей между макромолекулами; надмолекулярная структура; структурная неоднородность целлюлозы; структурные модификации целлюлозы.

2) Строение макромолекулы целлюлозы может быть представлено формулой

5.гидролиз целлюлозы

С6Н10О5)n +nH2O=nC6H12O6 бета-глюкоза

Ацетатные волокна - один из основных видов искусственных волокон; получают из ацетилцеллюлозы. В зависимости от типа исходного сырья различают триацетатное волокно (из триацетилцеллюлозы) и собственно ацетатные волокна

Виско́за - (от позднелат. viscosus - зябкий) высоковязкий концентрированный раствор ксантогената целлюлозы в разбавленном растворе NaOH.

7. ЦЕЛЛЮЛОЗА является основной частью стенок растений. (рисунок «Природные материалы, содержащие целлюлозу» - слайд 7, урок 21). Относительно чистой целлюлозой являются волокна хлопчатника, джута и конопли. Древесина содержит от 40 до 50% целлюлозы, солома - 30%. Целлюлоза растений служит питательным веществом для травоядных животных, в организме которых имеются расщепляющие клетчатку ферменты.
Из целлюлозы (изготавливают многочисленные искусственные волокна, полимерные пленки, пластмассы, бездымный порох, лаки. Большое количество целлюлозы идет на производство бумаги. Осахариванием целлюлозы получают глюкозу; идущую на изготовление этилового спирта. Этанол, п

Глюкоза – это такой вид простого сахара (моносахарид). Название происходит от древне-греческого слова «сладкий». Также ее называют виноградным сахаром или десктрозой. В природе это вещество встречается в соке многих ягод и фруктов. А еще глюкоза является одним из основных продуктов фотосинтеза.

Молекулы глюкозы является частью более сложных сахаров: полисахаридов (целлюлозы, крахмала, гликогена) и некоторых дисахаридов (мальтозы, лактозы и сахарозы). И она же является конечным продуктом гидролиза (распада) большинства сложных сахаров. Например дисахариды, попадая к нам в желудок, быстро распадаются на глюкозу и фруктозу.

Свойства глюкозы

В чистом виде это вещество в виде кристаллов, без выраженного цвета и запаха, сладкое на вкус и хорошо растворимое в воде. Есть вещества и послаще глюкозы, например сахароза слаще ее в целых 2 раза!

Какая польза от глюкозы?

Глюкоза – это основной и самый универсальный источник энергии для метаболических процессов в организме человека и животных. Даже наш мозг остро нуждается в глюкозе и начинает активно посылать сигналы в виде чувства голода, при ее дефиците. Организм людей и животных запасает ее в виде гликогена, а растения запасают в виде крахмала. Более половины всей биологической энергии мы получаем из процессов преобразования глюкозы! Для этого наш организм подвергает ее гидролизу, в результате которого одна молекула глюкозы превращается в две молекулы пировиноградной кислоты (название страшное, но вещество очень важное). И вот здесь-то начинается самое интересное!

Разные превращения глюкозы в энергию

Дальнейшее превращение глюкозы происходит по разному, в зависимости от условий в которых оно происходит:

Аэробный путь. Когда кислорода достаточно – пировиноградная кислота превращается в особый фермент, который участвует в цикле Кребса (процесс катаболизма и образования различных веществ).
Анаэробный путь. Если кислорода недостаточно, то распад пировиноградной кислоты сопровождается выделением лактата (молочной кислоты). По распространенному мнению именно из-за лактата у нас болят мышцы после тренировки . (на самом деле это не совсем так).

Уровень глюкозы в крови регулируется специальным гормоном – инсулином .

Применение чистой глюкозы

В медицине глюкозу применяют для снятия интоксикации организма, потому что она обладает универсальным антитоксическим действием. И с ее помощью эндокринологи могут определить наличие и тип сахарного диабета у пациента, для этого проводится стресс-тест с вводом высокого количества глюкозы в организм. Определение глюкозы в крови это обязательный этап диагностики сахарного диабета.

Норма глюкозы в крови

Примерный уровень глюкозы в крови норма для разного возраста:

у детей до 14 лет - 3,3–5,5 ммоль/л
у взрослых с 14 до 60 лет - 3,5–5,8 ммоль/л

С возрастом и при беременности уровень глюкозы в крови может повыситься. Если у Вас, по результатам анализа сильно превышены показатели сахара, то незамедлительно обратитесь к врачу!

Мы живем за счет энергии нашего организма, обеспечивающей все необходимые процессы жизнедеятельности. Только благодаря ей мы имеем возможность дышать, смеяться, радоваться каждому новому дню и счастливым мгновениям нашей жизни. Без энергии невозможна работа электротехники, компьютеров, предметов нашего обихода, а самое главное, без этой составляющей не может существовать живой организм.

Источником этой самой энергии, ее поставщиком в нашем организме является соединение под названием глюкоза - представитель моносахаридов. Строение, свойства и применение вещества будут рассмотрены в нашей статье.

Что представляет собой глюкоза?

Глюкозу еще называют "виноградным сахаром", так как наибольшее ее количество обнаружено именно в соке винограда. Также достаточно большое содержание во всех спелых фруктах и ягодах, помимо этого, глюкоза входит в состав сахара и меда.

"Виноградный сахар" представляет собой бесцветное кристаллическое соединение в виде порошка, хорошо растворимое в воде и имеющее сладкий вкус. Температура плавления колеблется в пределах 146 градусов. Данное соединение относится к группе многоатомных спиртов и моносахаридов, то есть тем группам веществ, которые при гидролизе (растворении в воде) не распадаются на более простые составляющие молекулы.

Применение глюкозы очень обширно.

Глюкоза образуется в процессе фотосинтеза в зеленых частях растений, а из нее, в свою очередь, синтезируется гликоген, который при взаимодействии с креатинфосфатом трансформируется в аденозинтрифосфорную кислоту (АТФ), являющуюся основным поставщиком энергии.

Польза "виноградного сахара" для организма

Рассмотрим химические свойства глюкозы, применение ее в различных областях.

Поскольку это моносахарид, то сразу после употребления в пищу глюкозы она достаточно быстро всасывается в кишечнике, после чего осуществляются процессы, направленные на ее окисление, для выделения свободной и так необходимой для нашего организма энергии. Помимо этого, она очень питательна и является основным источником энергии для адекватного функционирования головного мозга. На самом деле энергия, которая образуется в процессе окисления, составляет около одной трети всей энергии живого организма.

Глюкоза: свойства и применение

Однако, как и во всем, здесь также необходим баланс. Все хорошо в меру: так, при недостатке энергии мы становимся вялыми, теряем концентрацию, у нас снижается внимание. И наоборот, при повышении ее уровня усиливается синтез основного гормона-антагониста глюкозы - гормона поджелудочной железы инсулина, что приводит, соответственно, к снижению уровня концентрации сахара в крови. При нарушении этих взаимодействий развивается такое эндогенное заболевание, как сахарный диабет.

Являясь небольшим соединением, природный сахар участвует в образовании более сложно устроенных соединений, таких как, например, крахмал и гликоген. Именно эти полисахариды и составляют основу для хрящевой ткани, связок и волос.

Как она накапливается?

Наш организм достаточно запаслив, поэтому "откладывает" гликоген (основной углеводный запас) на непредвиденные ситуации (например, тяжелые физические нагрузки). Глюкоза накапливается в мышечной ткани, в крови (с концентрацией равной 0,1-0,12 % всего сахара) и в отдельных клетках. Теперь совершенно очевидным становится тот факт, что уровень сахара повышается после приема пищи и снижается при физических нагрузках и голодании. Это приводит к развитию такого патологического состояния, как гипогликемия, с развитием и нарастанием степени возбудимости, беспокойства в сопровождении мышечной дрожи и обмороков.

Применение глюкозы в спорте

Используется в качестве средства для повышения уровня выносливости, обеспечивает наивысший уровень работоспособности спортсменов и атлетов, так как калорийность ее практически в два раза ниже, чем жирной пищи. Но в то же время окисляется она значительно быстрее, тем самым обеспечивая достаточно стремительное поступление в кровь «быстрого углевода», что так необходимо после проведенных изнурительных тренировок или соревнований. Для достижения этих целей глюкоза применяется в виде таблетированных препаратов, инфузионных и инъекционных растворов либо изотонического раствора (растворяют в воде).

Показания к применению глюкозы будут многообразны.

Очень важна глюкоза для культуристов, так как при ее недостатке не только наблюдается упадок сил ухудшение клеточного и, как следствие, тканевого метаболизма, но и значительно уменьшается возможность набора массы тела. Почему так происходит?

Ведь спортсмен в данной ситуации сознательно употребляет огромное количество сахара, так почему тогда мы наблюдаем потерю в весе? Парадокс заключается в том, что в это же самое время культуристы очень много тренируются. Помимо этого, огромные дозы глюкозы значительно увеличивают уровень холестерина, а также способствуют развитию такой эндокринной патологии, как сахарный диабет. Глюкоза откладывается в виде жировых соединений, с которыми, по сути, и борется спортсмен.

Строение, свойства, применение глюкозы изучаются давно.

Правила употребления

Существуют правила употребления этого сахара: перед непосредственным началом тренировки не стоит увлекаться сладкими напитками, так как это грозит обморочными состояниями в результате резкого падения концентрации глюкозы за счет выработки инсулина. Наиболее оптимален прием глюкозы сразу по окончании занятий, в период так называемого углеводного окна. Для приготовления вышеупомянутого изотонического напитка необходимо взять 14 таблеток глюкозы, каждая весом по 0,5 грамм, и литр простой очищенной кипяченой воды. Далее необходимо развести сахар в жидкости и принимать каждые 15-20 минут в течение часа.

Применение в промышленности

Пищевая отрасль промышленности: в качестве заменителя сахарозы, как сырье для производства диетических продуктов.
Кондитерская отрасль: входит в состав конфет, шоколада, тортов; производство патоки необходимой для приготовления мармелада и пряников.
Производство мороженого основано на способности глюкозы понижать уровень замерзания данного продукта, повышая тем временем его плотность и твердость.
Изготовление хлебобулочных продуктов питания: создает благоприятные условия для процессов брожения, что влечет за собой улучшение не только вкусовых свойств, но и органолептических.

Каково еще применение таблеток глюкозы?

Применение в медицине

Природный сахар обладает дезинтоксикационными и метаболическими свойствами, на чем и основано его применение во врачебной практике.

Моносахарид выпускается в виде следующих форм:

Глюкоза в таблетках. Инструкция по применению говорит, что в ней содержится по 0,5 грамм сухого вещества декстрозы. При пероральном (через рот) применении оказывает сосудорасширяющее и седативное влияние, восполняя энергетические запасы организма, тем самым способствуя повышению интеллектуального уровня развития и физической активности человека.
В виде раствора для инфузионных вливаний. На один литр 5 % раствора глюкозы приходится 50,0 грамм сухого вещества декстрозы, 10 % раствора, соответственно, содержат 100,0 г, в 20 % смеси - 200,0 г действующего вещества. При этом необходимо учитывать, что 5 % раствор сахарида изотоничен кровяной плазме, поэтому введение ее в виде инфузии способствует нормализации кислотно-щелочного баланса и водно-электролитного равновесия.
Раствор в виде внутривенных инъекций способствует повышению осмотического давления крови, расширению сосудов, усиленного оттока жидкости из тканей, повышению мочеобразования, что, в свою очередь, обеспечивает активацию процессов обмена веществ, находящихся в печени и нормализации сократительной деятельности сердечной мышцы.

Показания к применению

Инструкция по применению глюкозы указывает, что показаниями к применению служат:

Низкая концентрация уровня сахара крови (явления гипогликемии, гипогликемической комы).
Значительные умственные (интеллектуальные) и физические нагрузки.
Для скорейшего восстановления в период реабилитации после оперативных вмешательств либо затянувшихся заболеваний.
В качестве комплексной терапии при декомпенсации патологических процессов, представленных в виде недостаточности сердечной деятельности, кишечных патологий, геморрагических диатезов, либо заболеваниях, затрагивающих печень или почки.
Коллаптоидное состояние.
Шоковое состояние любого генеза.
Обезвоживание независимо от источника происхождения.
Период интоксикации наркотическими препаратами, различными химическими соединениями.
У беременных женщин с целью увеличения прибавки в весе у плода.

Особые указания

К глюкозе инструкция по применению подтверждает, что концентрированные растворы (10 %, 25 %, 40 %) применяются только для проведения внутривенных способов введения одновременно не более 20-50 миллилитров, за исключением экстренных ситуаций в виде массивной кровопотери, гипогликемии. В этих случаях вливается до 300 миллилитров в день. Врач должен помнить, а пациент учитывать синергическое взаимодействие (взаимное усиливающее влияние друг на друга) глюкозы и аскорбиновой кислоты. Таблетированные препараты же принимаются в дозировке 1-2 штуки с увеличением до 10 в зависимости от необходимости.

Необходимо в обязательном порядке принимать во внимание, что у декстрозы есть способность ослаблять действие гликозидов для сердца тем, что происходит их инактивация и окисление. Соответственно, нужно делать перерыв между приемами этих средств. Также эффективность следующих лекарств снижается под действием глюкозы:

нистатин;
анальгетики;
стрептомицин;
адреномиметические средства.

Если у человека гипонатриемия и почечная недостаточность, то принимать глюкозу необходимо с осторожностью, постоянно держать под контролем показатели центральной гемодинамики. По показаниям назначают во время беременности и лактации. Детям до 5 лет таблетированную форму не назначают по той причине, что они не могут еще рассасывать таблетку под языком. Часто назначают препарат глюкозы при алкогольной интоксикации и различных отравлениях.

Противопоказания к применению глюкозы

Не назначают препарат, когда у человека имеется:

сахарный диабет;
любое патологическое состояние, сопровождающееся падением уровня сахара в крови;
случаи индивидуальной непереносимости (развитие явлений лекарственной либо пищевой аллергии).

Заключение

Нужно понимать, что необходимо разумное употребление как глюкозы, так и всех продуктов питания, лекарственных препаратов. В ином случае это грозит сбоем в регуляции, в частности эндокринной системы, снижением уровня не только работоспособности и физической активности, но и качества жизни.

Нами рассмотрена глюкоза - представитель моносахаридов. Химическое строение, свойства, применение подробно описаны.

Глюкоза в переводе с греческого языка обозначает "сладкий". В природе в больших количествах она встречается в соках ягод и фруктов, в том числе в виноградном соке, отчего и имеет в народе название "винный сахар".

История открытия

Глюкоза была открыта в начале XIX века английским врачом, химиком и философом Уильямом Праутом. Широкую известность данное вещество получило после того, как в 1819 году Анри Бракконо извлек его из древесных опилок.

Физические свойства

Глюкоза представляет собой бесцветный кристаллический порошок сладкого вкуса. Она хорошо растворима в воде, концентрированной серной кислоте, и реактиве Швейцера.

Строение молекулы

Как и все моносахариды, глюкоза является гетерофункциональным соединением (в состав молекулы входят несколько гидроксильных и одна карбоксильная группа). В случае глюкозы карбоксильной группой является альдегидная.

Общая формула глюкозы C6H12O6. Молекулы данного вещества имеют циклическое строение и два пространственных изомера альфа- и бета-формы. В твердом состоянии практически на 100% преобладает альфа форма. В растворе же более устойчива бета-форма (она занимает приблизительно 60%). Глюкоза является конечным продуктом гидролиза всех поли- и дисахаридов, то есть получение глюкозы происходит в подавляющем количестве случаев именно данным путем.

Получение вещества

В природе глюкоза образуется в растениях в результате фотосинтеза. Рассмотрим промышленные и лабораторные способы получения глюкозы. В лаборатории данное вещество является результатом альдольной конденсации. В промышленности же самым распространенным способом является получение глюкозы из крахмала.

Крахмал - это полисахарид, моночасти которого и являются молекулами глюкозы. То есть для ее получения надо разложить полисахарид на моночасти. Каким образом осуществляется данный процесс?

Получение глюкозы из крахмала начинается с того, что крахмал помещают в емкость с водой и перемешивают (крахмальное молоко). Другую емкость с водой доводят до кипения. Стоит отметить, что кипящей воды должно быть в два раза больше, чем крахмального молока. Для того чтобы реакция получения глюкозы прошла до конца, необходим катализатор. В данном случае им выступает соляная или Рассчитанное количество добавляется в емкость с кипящей водой. Затем медленно заливается крахмальное молоко. В данном процессе очень важно не получить клейстер, если все же он образовался, следует продолжать кипячение до полного его исчезновения. В среднем кипячение занимает полтора часа. Для того чтобы быть уверенными, что крахмал полностью гидролизовался, надо провести качественную реакцию. В отобранную пробу добавляется йод. Если жидкость приобретает синюю окраску, значит, гидролиз не закончен, если же становится бурой или красно-бурой, значит, крахмала в растворе больше нет. Но в данном растворе находится не только глюкоза, получение ее было с помощью катализатора, а это значит, что и кислота имеет место быть. Как удалить кислоту? Ответ прост: при помощи нейтрализации чистым мелом и мелко раскрошенным фарфором.

Нейтрализация проверяется Далее происходит фильтрация полученного раствора. Дело за малым: полученную бесцветную жидкость следует выпарить. Образованные кристаллы и есть наш конечный результат. Теперь рассмотрим получение глюкозы из крахмала (реакция).

Химическая суть процесса

Данное уравнение получения глюкозы представлено до промежуточного продукта - мальтозы. Мальтоза - дисахарид, состоящий из двух молекул глюкозы. Наглядно видно, что способы получения глюкозы из крахмала и из мальтозы одинаковые. То есть в продолжение реакции можем поставить следующее уравнение.

В завершение стоит подытожить необходимые условия для того, чтобы получение глюкозы из крахмала прошло успешно.

Необходимые условия

катализатор (соляная или серная кислота);
температура (не менее 100 градусов);
давление (достаточно атмосферного, но увеличение давления ускоряет процесс).

Данный метод самый простой, с большим выходом конечного продукта и минимальными энергетическими затратами. Но он не единственный. Получение глюкозы осуществляется так же из целлюлозы.

Получение из целлюлозы

Суть процесса практически полностью соответствует предыдущей реакции.

Приведено получение глюкозы (формула) из целлюлозы. На деле же этот процесс намного сложнее и энергозатратнее. Итак, продуктом, вступающим в реакцию, являются отходы из деревоперерабатывающей промышленности, измельченные до фракции, размер частиц в которой 1,1 - 1,6 мм. Данный продукт обрабатывается сперва уксусной кислотой, затем перекисью водорода, затем серной кислотой при температуре не ниже 110 градусов и гидромодуле 5. Длительность этого процесса 3-5 часов. Затем, на протяжение двух часов проходит гидролиз серной кислотой при комнатной температуре и гидромодуле 4-5. Затем происходит разбавление водой и инверсия в течение приблизительно полутора часов.

Методы количественного определения

Рассмотрев все способы получения глюкозы, следует изучить методы ее количественного определения. Бывают ситуации, когда в технологическом процессе должен участвовать лишь раствор, содержащий глюкозу, то есть процесс выпаривания жидкости до получения кристаллов - лишний. Тогда возникает вопрос, как определить, какая концентрация данного вещества в растворе. Полученное количество глюкозы в растворе определяют спектрофотометрическим, поляриметрическим и хроматографическим методами. Существует и более специфический метод определения - ферментативный (с помощью фермента глюкозидазы). В данном случае подсчет идет уже продуктов действия этого фермента.

Применение глюкозы

В медицине глюкозу используют при интоксикации (это может быть как пищевое отравление, так и деятельность инфекции). В данном случае раствор глюкозы вводят внутривенно с помощью капельницы. Это значит, что в фармации глюкоза является универсальным антиоксидантом. Так же не малую роль данное вещество играет при обнаружении и диагностировании сахарного диабета. Здесь глюкоза выступает как стресс-тест.

В пищевой промышленности и кулинарии глюкоза занимает очень важное место. Отдельно же следует обозначить роль глюкозы в виноделии, пиво- и самогоноварении. Речь идет о таком методе как получение этанола Рассмотрим подробно данный процесс.

Получение спирта

Технология получения спирта имеет две стадии: брожение и перегонку. Брожение, в свою очередь, осуществляется с помощью бактерий. В биотехнологии уже давно выведены культуры микроорганизмов, которые позволяют получить максимальный выход спирта при минимально затраченном времени. В быту же в качестве помощников реакции могут быть использованы обычные столовые дрожжи.

Прежде всего, глюкоза разводится в воде. В другой емкости разводятся используемые микроорганизмы. Далее, полученные жидкости перемешиваются, встряхиваются и помещаются в емкость с Данная трубка соединяется с еще одной (U-образной формы). В середину второй трубки наливается Конец трубки закрывается резиновой пробкой с полой стеклянной палочкой, имеющей оттянутый конец.

Данная емкость помещается в термостат при температуре 25-27 градусов на четверо суток. В трубке с известковой водой будет наблюдаться помутнение, что свидетельствует о вступлении в реакцию с ней углекислого газа. Как только углекислый газ перестанет выделяться, брожение можно считать оконченным. Далее следует стадия перегонки. В лаборатории для дистилляции спирта используют обратные холодильники - приборы, в которых по внешней стенке проходит холодная вода, тем самым охлаждая образовавшийся газ и переводя его обратно в жидкость.

На данном этапе жидкость, которая находится в нашей емкости, следует нагреть до 85-90 градусов. Таким образом испаряться будет спирт, вода же не будет доведена до кипения.

Механизм получения спирта

Рассмотрим получение спирта из глюкозы в уравнении реакции: С6Н12О6 = 2С2Н5ОН + 2СО2.

Итак, можно отметить, что механизм получения этанола из глюкозы весьма прост. Более того, он известен человечеству уже много веков, и доведен практически до совершенства.

Значение глюкозы в жизни человека

Итак, имея определенное представление о данном веществе, его физических и химических свойствах, использовании в разных сферах промышленности, можно сделать вывод, что такое глюкоза. Получение ее из полисахаридов, уже дает понимание того, что, являясь главной составляющей всех сахаров, глюкоза представляет собой незаменимый источник энергии для человека. В результате метаболизма, из данного вещества образуется аденозинтрифосфорная кислота, которая и преобразуется в единицу энергии.

Но не вся глюкоза, которая поступает в организм человека идет на восполнение энергии. В состоянии бодрствования человек превращает лишь 50 процентов полученной глюкозы в АТФ. Остальное преобразуется в гликоген и скапливается в печени. Гликоген с течением времени разрушается, тем самым регулируя уровень сахара в крови. Количественно содержание данного вещества в организме - прямой показатель его здоровья. От количества сахара в крови зависит гормональное функционирование всех систем. Поэтому стоит помнить, что чрезмерное употребление данного вещества может привести к тяжелым последствиям.

Глюкоза на первый взгляд простое и всем понятное вещество. Даже с точки зрения химии её молекулы имеют достаточно простое строение, а химические свойства понятны и знакомы в быту. Но, несмотря на это, глюкоза имеет большое значение как для самого человека, так и для всех сфер его жизнедеятельности.