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DEXTROSE
Le dextrose, en tant que solution de sucre intraveineuse, figure sur la liste des médicaments essentiels de l'Organisation mondiale de la santé, les médicaments les plus sûrs et les plus efficaces nécessaires dans un système de santé. Il figure également sur la liste en association avec du chlorure de sodium.
CAS No. : 50-99-7
EC No. : 200-075-1
Synonyms:
glucose; dekstroz; dextros; dextroz; Blood sugar; Dextrose; Corn sugar; d-Glucose; Grape sugar; (2R,3S,4R,5R)-2,3,4,5,6-Pentahydroxyhexanal; ᴅ-Glucose; ᴅ-gluco-Hexose; D-Glc; D-Glucopyranose; D-Glucopyranoside; D-Glucose; Glc; Glucopyranose; Glucopyranoside; Glucose; Grape sugar; 2280-44-6; Glucodin; Meritose; Clintose L; CPC hydrate; Roferose ST; a-D-Glucose; Clearsweet 95; Staleydex 95M; D-Glcp; (3R,4S,5S,6R)-6-(hydroxymethyl)oxane-2,3,4,5-tetrol; (+)-Glucose; CHEBI:4167; Glucose solution; Glucopyranose, D-; D-glucose (closed ring structure, complete stereochemistry); 492-62-6; 2h-pyran-2,3,4,5-tetraol; D-Glucopyranose, anhydrous; glc-ring; Cartose Cerelose; D-aGlucopyranose; D-glucose-ring; Glucose injection; Glucose 40; Staleydex 130; EINECS 218-914-5; Glc-OH; Meritose 200; Dextrose; nchembio867-comp4; Glucose (JP17); 6-(hydroxymethyl)tetrahydropyran-2,3,4,5-tetraol; Anhydrous Glucose ,(S); Purified glucose (JP17); Epitope ID:142342; D-(+)-DEXTROSE; (3R,4S,5S,6R)-6-(hydroxymethyl)tetrahydro-; D(+)-Glucose; 50-99-7; (2R,3S,4R,5R)-2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal; aldehydo-D-glucose; Blood sugar; Dextrose Anhydrous; Glucose, anhydrous; D-Glucose In Linear Form; Dextrose, anhydrous; D-Glucose, anhydrous; Glucosteril; Anhydrous dextrose; Dextrose solution; Maxim Energy Gel; Cartose; Cerelose; Staleydex 333; Dextropur; Dextrosol; Glucolin; Sirup; Glucose liquid; anhydrous dextrose (open form); Sugar, grape; Dextrose (polymer); Glucose Polymer; Dextrose (D-Glucose) Anhydrous; DL-Glucose; Glucans; Glucopur; Maxijul; Synthetic glucan; Poly-D-glucose; Dextrose; D-Glucose polymer; Glucose homopolymer; GLO; D-Glucose, polymers; (14C)-Glucose; (14C)D-Glucose; (C13)D-Glucose; (U-14C)Glucose; 28823-03-2; D-Glucose, homopolymer; Glucose (C-13); Glucose (C-14); D-(U-14C)Glucose; (U-13C)-D-glucose; D-Glucose, labeled with tritium; linear D-glucose; D(+)-Glucose, anhydrous, specificied according to the requirements of Ph.Eur., USP, BP; 25191-16-6; D-Glucose, labeled with carbon-13; D-Glucose, labeled with carbon-14; Glucose [JAN]; NSC 83659; D-Glucose - anhydrous; UREA-FORMALDEHYDERESIN; CHEMBL448805; Dextrosum (Glucosum) anhydricum; D-Glucose;Grape sugar;Glucopyranose; D(+)-Glucose, ACS reagent, anhydrous; D-(+)-Glucose, 1M aqueous solution, sterile; D-GLUCOSE,2-(ACETYLAMINO)-4-O-[2-(ACETYLAMINO)-2-DEOXY-4-O-SULFO-B-D-GALACTOPYRANOSYL]-2-DEOXY-
Dextrose
Le dextrose est un sucre simple de formule moléculaire C6H12O6. Le dextrose est le monosaccharide le plus abondant, une sous-catégorie de glucides. Le dextrose est principalement fabriqué par les plantes et la plupart des algues lors de la photosynthèse à partir de l'eau et du dioxyde de carbone, en utilisant l'énergie du soleil, où il est utilisé pour fabriquer de la cellulose dans les parois cellulaires, qui est le glucide le plus abondant. Dans le métabolisme énergétique, le dextrose est la source d'énergie la plus importante de tous les organismes. Le dextrose pour le métabolisme est stocké sous forme de polymère, dans les plantes principalement sous forme d'amidon et d'amylopectine, et chez les animaux sous forme de glycogène. Le dextrose circule dans le sang des animaux sous forme de sucre dans le sang. La forme naturelle de dextrose est le d-dextrose, tandis que le l-dextrose est produit par synthèse en quantités comparativement petites et est de moindre importance. Le dextrose est un monosaccharide contenant six atomes de carbone et un groupe aldéhyde, et est donc un aldohexose. La molécule de dextrose peut exister sous une forme à chaîne ouverte (acyclique) ou cyclique (cyclique). Le dextrose est d'origine naturelle et se trouve dans les fruits et autres parties des plantes à l'état libre. Chez les animaux, le dextrose est libéré de la dégradation du glycogène dans un processus connu sous le nom de glycogénolyse.
Le nom Dextrose dérive par le français du grec γλυκός («glukos»), qui signifie «doux», en référence au moût, le doux, premier pressoir de raisins dans la fabrication du vin. Le suffixe «-ose» est un classificateur chimique, désignant un sucre.
Qu'est-ce que le dextrose?
Le dextrose est le nom d'un sucre simple fabriqué à partir de maïs et chimiquement identique au glucose ou à la glycémie. Le dextrose est souvent utilisé dans les produits de boulangerie comme édulcorant et se trouve couramment dans des produits tels que les aliments transformés et le sirop de maïs.
Le dextrose a également des fins médicales. Il est dissous dans des solutions administrées par voie intraveineuse, qui peuvent être associées à d’autres médicaments ou utilisées pour augmenter la glycémie. Parce que le dextrose est un sucre «simple», le corps peut rapidement l'utiliser comme source d'énergie. Les sucres simples peuvent augmenter très rapidement la glycémie et ils manquent souvent de valeur nutritionnelle. Des exemples d'autres sucres simples comprennent le glucose, le fructose et le galactose. Les produits généralement composés de sucres simples comprennent le sucre raffiné, les pâtes blanches et le miel.
Quelles sont les préparations de dextrose courantes?
Le dextrose est utilisé pour fabriquer plusieurs préparations ou mélanges intraveineux (IV), qui ne sont disponibles que dans un hôpital ou un établissement médical. Le dextrose est également disponible sous forme de gel oral ou de comprimé oral en vente libre dans les pharmacies. Chaque concentration de dextrose a ses propres utilisations uniques. Des concentrations plus élevées sont généralement utilisées comme doses de «sauvetage» lorsqu'une personne a une glycémie très basse.
Comment le dextrose est-il utilisé?
Le dextrose est utilisé à diverses concentrations à des fins différentes. Par exemple, un médecin peut prescrire du dextrose dans une solution IV lorsqu'une personne est déshydratée et a une glycémie basse. Les solutions de dextrose IV peuvent également être associées à de nombreux médicaments, pour l'administration IV.
Le dextrose est un glucide, qui fait partie de la nutrition dans une alimentation normale. Les solutions contenant du dextrose fournissent des calories et peuvent être administrées par voie intraveineuse en combinaison avec des acides aminés et des graisses. C'est ce qu'on appelle la nutrition parentérale totale (TPN) et est utilisé pour fournir de la nutrition à ceux qui ne peuvent pas absorber ou obtenir des glucides, des acides aminés et des graisses par leur intestin.
Les injections de dextrose à haute concentration ne sont données que par des professionnels. Ces injections sont administrées aux personnes dont la glycémie peut être très basse et qui ne peuvent pas avaler des comprimés, des aliments ou des boissons de dextrose.
Si les taux de potassium d’une personne sont trop élevés (hyperkaliémie), les médecins administrent parfois également des injections de dextrose à 50%, suivies d’insuline par voie intraveineuse. Cela peut être fait en milieu hospitalier. Lorsque les cellules absorbent le glucose supplémentaire, elles absorbent également du potassium. Cela aide à abaisser le taux de potassium sanguin d’une personne. Le dextrose est administré pour éviter que la personne ne soit hypoglycémique. L'insuline traite le potassium élevé.
Les personnes atteintes de diabète ou d'hypoglycémie (taux de sucre sanguin chroniquement bas) peuvent transporter du gel ou des comprimés de dextrose au cas où leur glycémie deviendrait trop basse. Le gel ou les comprimés se dissolvent dans la bouche d’une personne et augmentent rapidement la glycémie. Si la glycémie d’une personne est inférieure à 70 mg / dL et qu’elle présente des symptômes d’hypoglycémie, elle devra peut-être prendre les comprimés de dextrose. Des exemples de symptômes d'hypoglycémie comprennent la faiblesse, la confusion, la transpiration et une fréquence cardiaque trop rapide.
Quelles précautions dois-je prendre lors de l'utilisation de dextrose?
Un professionnel de la santé ne doit pas donner de dextrose aux personnes souffrant de certains types de problèmes de santé. En effet, le dextrose pourrait potentiellement provoquer une glycémie trop élevée ou des changements de liquide dans le corps qui entraînent un gonflement ou une accumulation de liquide dans les poumons.
Évitez le dextrose
si vous souffrez d'hyperglycémie ou d'hyperglycémie
si vous souffrez d'hypokaliémie ou de faibles taux de potassium dans le sang
si vous avez un œdème périphérique ou un gonflement des bras, des pieds ou des jambes
si vous avez un œdème pulmonaire, lorsque des liquides s'accumulent dans les poumons
Si vous êtes diabétique et que votre médecin vous prescrit un gel ou des comprimés de dextrose par voie orale, ceux-ci ne doivent être utilisés qu'en cas d'hypoglycémie. Votre médecin ou votre éducateur en diabète doit vous apprendre à détecter les signes d'hypoglycémie et à utiliser les comprimés. Si vous devez avoir le gel ou les comprimés sous la main, vous devez les garder avec vous en tout temps et vous devriez en garder à la maison. Votre médecin doit également expliquer aux autres membres de la famille quand utiliser le gel ou les comprimés, au cas où d'autres auraient besoin de vous les donner.
Si vous êtes allergique au maïs, vous pourriez avoir une réaction allergique au dextrose. Parlez à votre médecin avant de l'utiliser.
Surveiller votre glycémie pendant le dextrose
Même si vous n’avez pas certaines conditions, il est important de vérifier continuellement votre glycémie s’ils reçoivent du dextrose. Cela peut garantir que le dextrose n'augmente pas dangereusement la glycémie. Vous pouvez vérifier votre glycémie avec des tests à domicile. Ils impliquent de tester le sang d'une piqûre de doigt sur une bandelette de sang. Pour ceux qui sont physiquement incapables de tester leur sang à la maison, des tests de glycémie sont disponibles, même s'ils ne sont pas aussi fiables.
Si vous constatez que vous ou quelqu'un d'autre avez une réaction négative due à une hypoglycémie, les comprimés de dextrose doivent être pris immédiatement. Selon le Joslin Diabetes Center, quatre comprimés de glucose équivalent à 15 grammes de glucides et peuvent être pris en cas d'hypoglycémie (sauf avis contraire de votre médecin). Mâchez soigneusement les comprimés avant de les avaler. Aucune eau n'est nécessaire. Vos symptômes devraient s'améliorer dans les 20 minutes. Si ce n’est pas le cas, consultez votre médecin.
Le gel de dextrose se présente souvent dans des tubes à portion individuelle, qui sont versés directement dans la bouche et avalés. Si vous n’avez ressenti aucun changement positif après 10 minutes, répétez avec un autre tube. Si votre glycémie est toujours trop basse après 10 minutes supplémentaires, contactez votre médecin.
Dextrose chez les enfants
Le dextrose peut être utilisé chez les enfants de la même manière que chez les adultes, en tant qu'intervention médicale pour l'hypoglycémie. En cas d'hypoglycémie pédiatrique sévère, les enfants recevront souvent du dextrose par voie intraveineuse. Un traitement rapide et précoce chez les enfants et les nourrissons souffrant d'hypoglycémie est essentiel, car une hypoglycémie non traitée peut entraîner des lésions neurologiques. S'ils sont capables de le prendre, du dextrose peut être administré aux enfants par voie orale.
Dans le cas de l'hypoglycémie néonatale, qui peut être causée par plusieurs troubles tels que des anomalies du métabolisme ou de l'hyperinsulinisme, les nourrissons peuvent recevoir de petites quantités de gel de dextrose dans leur alimentation pour les aider à maintenir une glycémie saine. Consultez votre médecin pour connaître la quantité de dextrose à ajouter à son alimentation. Les nourrissons nés prématurément sont à risque d'hypoglycémie et peuvent recevoir du dextrose par voie intraveineuse.
Poudre de dextrose et musculation
Le dextrose est naturellement riche en calories et facile à décomposer pour le corps pour obtenir de l'énergie. Pour cette raison, la poudre de dextrose est disponible et parfois utilisée comme complément nutritionnel par les culturistes qui cherchent à augmenter leur poids et leur masse musculaire.
Alors que l'augmentation des calories et la nature facile à décomposer du dextrose peuvent bénéficier aux bodybuilders ou à ceux qui cherchent à augmenter la masse musculaire, il est important de noter que le dextrose manque d'autres nutriments essentiels nécessaires pour atteindre cet objectif. Ces nutriments comprennent les protéines et les graisses. Les sucres simples de la poudre de dextrose facilitent également la décomposition, tandis que les sucres complexes et les glucides peuvent bénéficier davantage aux bodybuilders, car ils réussissent mieux à aider les graisses à brûler.
Quels sont les effets secondaires du dextrose?
Le dextrose doit être administré avec précaution aux personnes atteintes de diabète, car elles pourraient ne pas être en mesure de traiter le dextrose aussi rapidement que le ferait une personne sans la maladie. Le dextrose peut trop augmenter la glycémie, ce que l'on appelle l'hyperglycémie.
Les symptômes comprennent:
odeur fruitée sur l'haleine
augmentation de la soif sans cause connue
peau sèche
déshydratation
la nausée
essoufflement
maux d'estomac
fatigue inexpliquée
uriner fréquemment
vomissement
confusion
Effet sur la glycémie
Si vous devez utiliser du dextrose, votre glycémie pourrait augmenter trop par la suite. Vous devez tester votre glycémie après avoir utilisé des comprimés de dextrose, comme indiqué par votre médecin ou votre éducateur en diabète. Vous devrez peut-être ajuster votre insuline pour abaisser votre glycémie.
Si vous recevez des liquides IV contenant du dextrose à l'hôpital, votre infirmière vérifiera votre glycémie. Si les tests de glycémie sont trop élevés, la dose de vos liquides IV peut être ajustée ou même arrêtée, jusqu'à ce que votre glycémie atteigne un niveau plus sûr. Vous pouvez également recevoir de l'insuline pour aider à réduire votre glycémie.
La composition simple en sucre du dextrose le rend utile comme traitement de l’hypoglycémie et de l’hypoglycémie chez les patients de tous âges, certaines options de traitement étant pratiques et portables. Il est sûr d'utiliser à long terme au besoin. Le dextrose n'est pas sans risques, cependant, et même les personnes non diabétiques doivent surveiller attentivement leur glycémie lorsqu'elles le prennent.
Consultez toujours un médecin avant d'arrêter le traitement du diabète ou si vous testez votre glycémie et qu'elle est élevée. Si vous avez du gel ou des comprimés de glucose chez vous, gardez-les hors de portée des enfants. De grandes quantités prises par de jeunes enfants peuvent être particulièrement dangereuses.
Histoire du dextrose
Le dextrose a été isolé pour la première fois à partir de raisins secs en 1747 par le chimiste allemand Andreas Marggraf. Le dextrose a été découvert dans les raisins par Johann Tobias Lowitz en 1792, et distingué comme étant différent du sucre de canne (saccharose). Le dextrose est le terme inventé par Jean Baptiste Dumas en 1838, qui a prévalu dans la littérature chimique. Friedrich August Kekulé a proposé le terme dextrose (du latin dexter = à droite), car dans une solution aqueuse de Dextrose, le plan de la lumière polarisée linéairement est tourné vers la droite. En revanche, le d-fructose (un cétohexose) et le l-dextrose font tourner la lumière polarisée linéairement vers la gauche. La notation antérieure selon la rotation du plan de la lumière polarisée linéairement (nomenclature d et l) a ensuite été abandonnée au profit de la notation d et l, qui se réfère à la configuration absolue du centre asymétrique le plus éloigné du groupe carbonyle , et en concordance avec la configuration du d- ou l-glycéraldéhyde.
Étant donné que le dextrose est une nécessité fondamentale pour de nombreux organismes, une compréhension correcte de sa composition chimique et de sa structure a grandement contribué à l'avancement général de la chimie organique. Cette compréhension s'est produite en grande partie à la suite des enquêtes d'Emil Fischer, un chimiste allemand qui a reçu le prix Nobel de chimie en 1902 pour ses découvertes. La synthèse du dextrose a établi la structure du matériau organique et a par conséquent formé la première validation définitive des théories de Jacobus Henricus van 't Hoff sur la cinétique chimique et les arrangements des liaisons chimiques dans les molécules carbonées. Entre 1891 et 1894, Fischer établit la configuration stéréochimique de tous les sucres connus et prédit correctement les isomères possibles, en appliquant la théorie de Van 't Hoff des atomes de carbone asymétriques. Les noms faisaient initialement référence aux substances naturelles. Leurs énantiomères ont reçu le même nom avec l'introduction de nomenclatures systématiques, tenant compte de la stéréochimie absolue (par exemple, nomenclature Fischer, nomenclature d / l).
Pour la découverte du métabolisme du dextrose, Otto Meyerhof a reçu le prix Nobel de physiologie ou de médecine en 1922. Hans von Euler-Chelpin a reçu le prix Nobel de chimie avec Arthur Harden en 1929 pour leurs «recherches sur la fermentation du sucre et leur part des enzymes dans ce processus ". En 1947, Bernardo Houssay (pour sa découverte du rôle de l'hypophyse dans le métabolisme du dextrose et des glucides dérivés) ainsi que Carl et Gerty Cori (pour leur découverte de la conversion du glycogène à partir du dextrose) ont reçu le prix Nobel en Physiologie ou médecine. En 1970, Luis Leloir a reçu le prix Nobel de chimie pour la découverte de nucléotides de sucre dérivés du dextrose dans la biosynthèse des glucides.
Propriétés chimiques
Avec six atomes de carbone, il est classé comme un hexose, une sous-catégorie des monosaccharides. Le d-dextrose est l'un des seize stéréoisomères d'aldohexose. Le d-isomère, le d-dextrose, également connu sous le nom de dextrose, est largement présent dans la nature, mais pas le l-isomère, le l-dextrose. Le dextrose peut être obtenu par hydrolyse d'hydrates de carbone tels que le sucre du lait (lactose), le sucre de canne (saccharose), le maltose, la cellulose, le glycogène, etc. , et de l'amidon de tapioca dans les zones tropicales. Le processus de fabrication utilise l'hydrolyse par vaporisation sous pression à pH contrôlé dans un jet, suivie d'une dépolymérisation enzymatique supplémentaire. Le dextrose non lié est l'un des principaux ingrédients du miel. Toutes les formes de dextrose sont incolores et facilement solubles dans l'eau, l'acide acétique et plusieurs autres solvants. Ils ne sont que peu solubles dans le méthanol et l'éthanol.
Structure et nomenclature
Le dextrose est un monosaccharide de formule C6H12O6 ou H- (C = O) - (CHOH) 5-H, dont les cinq groupes hydroxyle (OH) sont disposés de manière spécifique le long de son dos à six carbones. Le dextrose est généralement présent sous forme solide sous forme de monohydrate avec un cycle pyrane fermé (hydrate de dextrose). En solution aqueuse, par contre, il s'agit d'une chaîne ouverte dans une faible mesure et est présent principalement sous forme d'a- ou de ß-pyranose, qui fusionnent partiellement mutuellement par mutarotation. A partir de solutions aqueuses, les trois formes connues peuvent être cristallisées: l'α-glucopyranose, le β-glucopyranose et l'hydrate de β-glucopyranose. Le dextrose est un élément constitutif des disaccharides lactose et saccharose (sucre de canne ou de betterave), d'oligosaccharides tels que le raffinose et de polysaccharides tels que l'amidon et l'amylopectine, le glycogène ou la cellulose. La température de transition vitreuse du dextrose est de 31 ° C et la constante de Gordon-Taylor (constante déterminée expérimentalement pour la prédiction de la température de transition vitreuse pour différentes fractions massiques d'un mélange de deux substances) est de 4,5.
Forme à chaîne ouverte
Le dextrose peut exister à la fois sous forme de chaîne droite et d'anneau. Dans sa forme éphémère à chaîne ouverte, la molécule de dextrose a un squelette ouvert (par opposition à cyclique) et non ramifié de six atomes de carbone, C-1 à C-6; où C-1 fait partie d'un groupe aldéhyde H (C = O) -, et chacun des cinq autres carbones porte un groupe hydroxyle -OH. Les liaisons restantes des carbones du squelette sont satisfaites par des atomes d'hydrogène -H. Par conséquent, le dextrose est à la fois un hexose et un aldose, ou un aldohexose. Le groupe aldéhyde fait du Dextrose un sucre réducteur donnant une réaction positive avec le test de Fehling.
Chacun des quatre carbones C-2 à C-5 est un stéréocentre, ce qui signifie que ses quatre liaisons se connectent à quatre substituants différents. (Le carbone C-2, par exemple, se connecte à - (C = O) H, −OH, −H et - (CHOH) 4H.) Dans le d-dextrose, ces quatre parties doivent être dans un agencement tridimensionnel spécifique . A savoir, lorsque la molécule est dessinée dans la projection de Fischer, les hydroxyles en C-2, C-4 et C-5 doivent être du côté droit, tandis que celui en C-3 doit être du côté gauche.
Les positions de ces quatre hydroxyles sont exactement inversées dans le diagramme de Fischer du l-dextrose. le d- et le l-dextrose sont deux des 16 aldohexoses possibles; les 14 autres sont allose, altrose, galactose, gulose, idose, mannose et talose, chacun avec deux énantiomères, «d-» et «l-». Il est important de noter que la forme linéaire du dextrose représente moins de 0,02% des molécules de dextrose dans une solution aqueuse. Le reste est l'une des deux formes cycliques de dextrose qui se forment lorsque le groupe hydroxyle sur le carbone 5 (C5) se lie au carbone aldéhyde 1 (C1).
Formes cycliques
Dans les solutions, la forme à chaîne ouverte du dextrose (soit "D-" soit "L-") existe en équilibre avec plusieurs isomères cycliques, chacun contenant un cycle de carbones fermé par un atome d'oxygène. En solution aqueuse, cependant, plus de 99% des molécules de dextrose, à un moment donné, existent sous forme de pyranose. La forme à chaîne ouverte est limitée à environ 0,25% et les formes de furanose existent en quantités négligeables. Les termes «dextrose» et «D-dextrose» sont généralement utilisés pour ces formes cycliques également. Le cycle provient de la forme à chaîne ouverte par une réaction d'addition nucléophile intramoléculaire entre le groupe aldéhyde (en C-1) et le groupe hydroxyle C-4 ou C-5, formant une liaison hémiacétal, -C (OH) H- O−.
Activité optique
Que ce soit dans l'eau ou sous forme solide, le d - (+) - dextrose est dextrogyre, ce qui signifie qu'il fera pivoter la direction de la lumière polarisée dans le sens des aiguilles d'une montre, vue vers la source de lumière. L'effet est dû à la chiralité des molécules, et en effet l'isomère miroir, l - (-) - Dextrose, est lévogyre (fait tourner la lumière polarisée dans le sens antihoraire) de la même quantité. La force de l'effet est différente pour chacun des cinq tautomères.
Notez que le préfixe d ne fait pas directement référence aux propriétés optiques du composé. Cela indique que le centre chiral C-5 a le même caractère que celui du d-glycéraldéhyde (qui était ainsi marqué parce qu'il est dextrogyre). Le fait que le d-dextrose soit dextrogyre est un effet combiné de ses quatre centres chiraux, pas seulement du C-5; et en effet certaines des autres d-aldohexoses sont lévogyres.
La conversion entre les deux anomères peut être observée dans un polarimètre puisque l'α-dDextrose pur a un angle de rotation spécifique de + 112,2 ° · ml / (dm · g), le β- D- Dextrose pur de + 17,5 ° · ml / (dm ·g). Lorsque l'équilibre est atteint après un certain temps en raison d'une mutarotation, l'angle de rotation est de + 52,7 ° · ml / (dm · g). En ajoutant de l'acide ou une base, cette transformation est beaucoup accélérée. L'équilibrage a lieu via la forme aldéhyde à chaîne ouverte.
Propriétés biochimiques
Le dextrose est le monosaccharide le plus abondant. Le dextrose est également l'aldohexose le plus utilisé dans la plupart des organismes vivants. Une explication possible de ceci est que le dextrose a une plus faible tendance que les autres aldohexoses à réagir de manière non spécifique avec les groupes amine des protéines. Cette réaction - glycation - altère ou détruit la fonction de nombreuses protéines, par ex. dans l'hémoglobine glyquée. Le faible taux de glycation du dextrose peut être attribué à sa forme cyclique plus stable par rapport aux autres aldohexoses, ce qui signifie qu'il passe moins de temps que dans sa forme réactive à chaîne ouverte. La raison pour laquelle le dextrose a la forme cyclique la plus stable de tous les aldohexoses est que ses groupes hydroxy (à l'exception du groupe hydroxy sur le carbone anomérique du d-dextrose) sont en position équatoriale. Vraisemblablement, le dextrose est le monosaccharide naturel le plus abondant car il est moins glycé avec des protéines que les autres monosaccharides. Une autre hypothèse est que le dextrose, étant le seul D-aldohexose qui possède les cinq substituants hydroxy en position équatoriale sous forme de β-D-dextrose, est plus facilement accessible aux réactions chimiques, par exemple pour l'estérification ou la formation d'acétal. Pour cette raison, le D-dextrose est également un élément de base hautement préféré dans les polysaccharides naturels (glycanes). Les polysaccharides composés uniquement de dextrose sont appelés glucanes.
Le dextrose est produit par les plantes par la photosynthèse en utilisant la lumière du soleil, l'eau et le dioxyde de carbone et peut être utilisé par tous les organismes vivants comme source d'énergie et de carbone. Cependant, la plupart du dextrose ne se présente pas sous sa forme libre, mais sous la forme de ses polymères, à savoir le lactose, le saccharose, l'amidon et autres qui sont des substances de réserve d'énergie, et la cellulose et la chitine, qui sont des composants de la paroi cellulaire des plantes ou des champignons. et arthropodes, respectivement. Ces polymères sont dégradés en dextrose lors de la prise alimentaire par les animaux, les champignons et les bactéries à l'aide d'enzymes. Tous les animaux sont également capables de produire eux-mêmes du Dextrose à partir de certains précurseurs au fur et à mesure que le besoin s'en fait sentir. Les cellules nerveuses, les cellules de la moelle rénale et les érythrocytes dépendent du dextrose pour leur production d'énergie. Chez l'homme adulte, il y a environ 18 g de dextrose, dont environ 4 g sont présents dans le sang. Environ 180 à 220 g de dextrose sont produits dans le foie d'un adulte en 24 heures.
Bon nombre des complications à long terme du diabète (par exemple, cécité, insuffisance rénale et neuropathie périphérique) sont probablement dues à la glycation de protéines ou de lipides. En revanche, l'addition de sucres régulée enzymatique aux protéines est appelée glycosylation et est essentielle au fonctionnement de nombreuses protéines.
Adoption
Le dextrose ingéré se lie initialement au récepteur du goût sucré sur la langue chez l'homme. Ce complexe des protéines T1R2 et T1R3 permet d'identifier les sources alimentaires contenant du dextrose. Le dextrose provient principalement de la nourriture - environ 300 g par jour sont produits par conversion d'aliments, mais il est également synthétisé à partir d'autres métabolites dans les cellules du corps. Chez l'homme, la dégradation des polysaccharides contenant du dextrose se produit en partie déjà lors de la mastication au moyen de l'amylase, qui est contenue dans la salive, ainsi que par la maltase, la lactase et la sucrase sur le bord en brosse de l'intestin grêle. Le dextrose est un élément constitutif de nombreux glucides et peut être séparé d'eux à l'aide de certaines enzymes. Les glucosidases, un sous-groupe des glycosidases, catalysent d'abord l'hydrolyse des polysaccharides contenant du dextrose à longue chaîne, en éliminant le dextrose terminal. À leur tour, les disaccharides sont principalement dégradés par des glycosidases spécifiques en dextrose. Les noms des enzymes dégradantes sont souvent dérivés des poly- et disaccharides particuliers; entre autres, pour la dégradation des chaînes polysaccharidiques, il existe des amylases (du nom de l'amylose, un composant de l'amidon), des cellulases (du nom de la cellulose), des chitinases (du nom de la chitine) et plus encore. En outre, pour le clivage des disaccharides, il existe la maltase, la lactase, la sucrase, la tréhalase et autres. Chez l'homme, on connaît environ 70 gènes codant pour les glycosidases. Ils ont des fonctions dans la digestion et la dégradation du glycogène, des sphingolipides, des mucopolysaccharides et du poly (ADP-ribose). Les humains ne produisent pas de cellulases, de chitinases et de tréhalases, contrairement aux bactéries de la flore intestinale.
Afin de pénétrer dans ou hors des membranes cellulaires des cellules et des membranes des compartiments cellulaires, le dextrose nécessite des protéines de transport spéciales de la superfamille des principaux facilitateurs. Dans l'intestin grêle (plus précisément dans le jéjunum), le dextrose est absorbé dans les cellules épithéliales intestinales à l'aide de transporteurs de dextrose via un mécanisme de transport actif secondaire appelé symport ion sodium-dextrose via le cotransporteur sodium / dextrose 1. le transfert se produit du côté basolatéral des cellules épithéliales intestinales via le transporteur de dextrose GLUT2, ainsi que leur absorption dans les cellules hépatiques, les cellules rénales, les cellules des îlots de Langerhans, les cellules nerveuses, les astrocytes et les tanyocytes. Le dextrose pénètre dans le foie via la veine portale et y est stocké sous forme de glycogène cellulaire. Dans la cellule hépatique, il est phosphorylé par la glucokinase en position 6 en Dextrose-6-phosphate, qui ne peut pas quitter la cellule. Avec l'aide de la dextrose-6-phosphatase, le dextrose-6-phosphate est reconverti en dextrose exclusivement dans le foie, si nécessaire, de sorte qu'il soit disponible pour maintenir une concentration sanguine suffisante de dextrose. Dans d'autres cellules, l'absorption se fait par transport passif à travers l'une des 14 protéines GLUT. Dans les autres types de cellules, la phosphorylation se produit à travers une hexokinase, après quoi le dextrose ne peut plus diffuser hors de la cellule.
Le transporteur de dextrose GLUT1 est produit par la plupart des types de cellules et est d'une importance particulière pour les cellules nerveuses et les cellules β pancréatiques. GLUT3 est fortement exprimé dans les cellules nerveuses. Le dextrose de la circulation sanguine est absorbé par le GLUT4 à partir des cellules musculaires (du muscle squelettique et du muscle cardiaque) et des cellules graisseuses. GLUT14 est formé exclusivement dans les testicules. L'excès de dextrose est décomposé et converti en acides gras, qui sont stockés sous forme de triacylglycérides. Dans les reins, le dextrose dans l'urine est absorbé via SGLT1 et SGLT2 dans les membranes cellulaires apicales et transmis via GLUT2 dans les membranes cellulaires basolatérales. Environ 90% de la réabsorption rénale du dextrose se fait via SGLT2 et environ 3% via SGLT1.
Biosynthèse
Chez les plantes et certains procaryotes, le dextrose est un produit de la photosynthèse Le dextrose est également formé par la décomposition de formes polymériques de dextrose comme le glycogène (chez les animaux et les champignons) ou l'amidon (chez les plantes). Le clivage du glycogène est appelé glycogénolyse, le clivage de l'amidon est appelé dégradation de l'amidon.
La voie métabolique qui commence par des molécules contenant deux à quatre atomes de carbone (C) et se termine par la molécule de dextrose contenant six atomes de carbone est appelée gluconéogenèse et se produit dans tous les organismes vivants. Les matières premières plus petites sont le résultat d'autres voies métaboliques. En fin de compte, presque toutes les biomolécules proviennent de l'assimilation du dioxyde de carbone dans les plantes lors de la photosynthèse. L'énergie libre de formation de l'α-d-dextrose est de 917,2 kilojoules par mole. Chez l'homme, la gluconéogenèse se produit dans le foie et les reins, mais également dans d'autres types de cellules. Dans le foie, environ 150 g de glycogène sont stockés, dans le muscle squelettique environ 250 g. Cependant, le dextrose libéré dans les cellules musculaires lors du clivage du glycogène ne peut pas être délivré à la circulation car le dextrose est phosphorylé par l'hexokinase et une dextrose-6-phosphatase n'est pas exprimée pour éliminer le groupe phosphate. Contrairement au dextrose, il n'y a pas de protéine de transport pour le dextrose-6-phosphate. La gluconéogenèse permet à l'organisme d'accumuler du dextrose à partir d'autres métabolites, y compris le lactate ou certains acides aminés, tout en consommant de l'énergie. Les cellules tubulaires rénales peuvent également produire du dextrose.
Dégradation du dextrose
Chez l'homme, le dextrose est métabolisé par la glycolyse et la voie du pentose phosphate. La glycolyse est utilisée par tous les organismes vivants, avec de petites variations, et tous les organismes génèrent de l'énergie à partir de la dégradation des monosaccharides. Au cours du métabolisme, il peut être complètement dégradé via la décarboxylation oxydative, le cycle de Krebs (synonyme de cycle de l'acide citrique) et la chaîne respiratoire en eau et en dioxyde de carbone. S'il n'y a pas assez d'oxygène disponible pour cela, la dégradation du dextrose chez les animaux se produit de manière anaérobie en lactate via la fermentation lactique et libère moins d'énergie. Le lactate musculaire pénètre dans le foie par la circulation sanguine chez les mammifères, où se produit la gluconéogenèse (cycle de Cori). Avec un apport élevé en dextrose, le métabolite acétyl-CoA du cycle de Krebs peut également être utilisé pour la synthèse des acides gras. Le dextrose est également utilisé pour reconstituer les réserves de glycogène du corps, qui se trouvent principalement dans le foie et les muscles squelettiques. Ces processus sont régulés hormonalement.
Dans d'autres organismes vivants, d'autres formes de fermentation peuvent se produire. La bactérie Escherichia coli peut se développer sur des milieux nutritifs contenant du dextrose comme seule source de carbone. Chez certaines bactéries et, sous forme modifiée, également chez les archées, le dextrose est dégradé via la voie Entner-Doudoroff.
L'utilisation du dextrose comme source d'énergie dans les cellules se fait soit par respiration aérobie, respiration anaérobie, soit par fermentation. La première étape de la glycolyse est la phosphorylation du dextrose par une hexokinase pour former du dextrose 6-phosphate. La principale raison de la phosphorylation immédiate du dextrose est d'empêcher sa diffusion hors de la cellule car le groupe phosphate chargé empêche le dextrose 6-phosphate de traverser facilement la membrane cellulaire. En outre, l'ajout du groupe phosphate à haute énergie active le dextrose pour une dégradation ultérieure dans les étapes ultérieures de la glycolyse. Dans les conditions physiologiques, cette réaction initiale est irréversible.
Dans la respiration anaérobie, une molécule de dextrose produit un gain net de deux molécules d'ATP (quatre molécules d'ATP sont produites pendant la glycolyse par phosphorylation au niveau du substrat, mais deux sont requises par les enzymes utilisées pendant le processus). Dans la respiration aérobie, une molécule de dextrose est beaucoup plus rentable dans la mesure où une production nette maximale de 30 ou 32 molécules d'ATP (selon l'organisme) par phosphorylation oxydative est générée.
Source d'énergie
Le dextrose est un carburant omniprésent en biologie. Il est utilisé comme source d'énergie dans les organismes, des bactéries aux humains, par la respiration aérobie, la respiration anaérobie (dans les bactéries) ou la fermentation. Le dextrose est la principale source d'énergie du corps humain, grâce à la respiration aérobie, fournissant environ 3,75 kilocalories (16 kilojoules) d'énergie alimentaire par gramme. La décomposition des glucides (par exemple, l'amidon) donne des mono- et disaccharides, dont la plupart sont du dextrose. Grâce à la glycolyse et plus tard dans les réactions du cycle de l'acide citrique et de la phosphorylation oxydative, le dextrose est oxydé pour finalement former du dioxyde de carbone et de l'eau, produisant de l'énergie principalement sous forme d'ATP. La réaction à l'insuline et d'autres mécanismes régulent la concentration de dextrose dans le sang. La valeur calorique physiologique du dextrose, selon la source, est de 16,2 kilojoules par gramme et 15,7 kJ / g (3,74 kcal / g), respectivement. La haute disponibilité des hydrates de carbone de la biomasse végétale a conduit à une variété de méthodes au cours de l'évolution, en particulier dans les micro-organismes, pour utiliser l'énergie et le stockage de carbone Dextrose. Il existe des différences dans lesquelles le produit final ne peut plus être utilisé pour la production d'énergie. La présence de gènes individuels et de leurs produits géniques, les enzymes, détermine les réactions possibles. La voie métabolique de la glycolyse est utilisée par presque tous les êtres vivants.
Le dextrose et l'oxygène fournissent presque toute l'énergie du cerveau, de sorte que sa disponibilité influence les processus psychologiques. Lorsque le dextrose est faible, les processus psychologiques nécessitant un effort mental (par exemple, maîtrise de soi, prise de décision avec effort) sont altérés. Dans le cerveau, qui dépend du dextrose et de l'oxygène comme principale source d'énergie, la concentration de dextrose est généralement de 4 à 6 mM (5 mM équivaut à 90 mg / dL), mais diminue à 2 à 3 mM à jeun. La confusion se produit en dessous de 1 mM et le coma aux niveaux inférieurs.
Le dextrose dans le sang est appelé sucre dans le sang. La glycémie est régulée par les cellules nerveuses se liant au dextrose dans l'hypothalamus. De plus, le dextrose dans le cerveau se lie aux récepteurs de dextrose du système de récompense dans le noyau accumbens. La liaison du dextrose au récepteur sucré sur la langue induit une libération de diverses hormones du métabolisme énergétique, soit par le dextrose ou par d'autres sucres, conduisant à une absorption cellulaire accrue et à une baisse du taux de sucre dans le sang. Les édulcorants artificiels n'abaissent pas la glycémie.
La teneur en sucre dans le sang d'une personne en bonne santé à jeun de courte durée, par ex. après un jeûne d'une nuit, est d'environ 70 à 100 mg / dL de sang (4 à 5,5 mM). Dans le plasma sanguin, les valeurs mesurées sont environ 10 à 15% plus élevées. De plus, les valeurs dans le sang artériel sont supérieures aux concentrations dans le sang veineux car le dextrose est absorbé dans le tissu lors du passage du lit capillaire. Toujours dans le sang capillaire, qui est souvent utilisé pour la détermination de la glycémie, les valeurs sont parfois plus élevées que dans le sang veineux. La teneur en dextrose du sang est régulée par les hormones insuline, incrétine et glucagon. L'insuline abaisse le niveau de dextrose, le glucagon l'augmente. De plus, les hormones adrénaline, thyroxine, glucocorticoïdes, somatotropine et adrénocorticotropine entraînent une augmentation du taux de dextrose. Il existe également une régulation hormonale indépendante, appelée autorégulation du dextrose. Après la prise de nourriture, la concentration de sucre dans le sang augmente. Les valeurs supérieures à 180 mg / dL dans le sang veineux total sont pathologiques et sont appelées hyperglycémie, les valeurs inférieures à 40 mg / dL sont appelées hypoglycémie. Au besoin, le dextrose est libéré dans la circulation sanguine par la dextrose-6-phosphatase à partir du dextrose-6-phosphate provenant du foie et du glycogène rénal, régulant ainsi l'homéostasie de la concentration sanguine de dextrose. Chez les ruminants, la concentration sanguine de Dextrose est plus faible (60 mg / dL chez les bovins et 40 mg / dL chez les ovins), car les glucides sont davantage convertis par leur flore intestinale en acides gras à chaîne courte.
Une partie du dextrose est convertie en acide lactique par les astrocytes, qui est ensuite utilisé comme source d'énergie par les cellules cérébrales; une partie du dextrose est utilisée par les cellules intestinales et les globules rouges, tandis que le reste atteint le foie, le tissu adipeux et les cellules musculaires, où il est absorbé et stocké sous forme de glycogène (sous l'influence de l'insuline). Le glycogène des cellules hépatiques peut être converti en dextrose et renvoyé dans le sang lorsque l'insuline est faible ou absente; le glycogène des cellules musculaires n'est pas renvoyé dans le sang en raison d'un manque d'enzymes. Dans les cellules graisseuses, le dextrose est utilisé pour alimenter des réactions qui synthétisent certains types de graisse et ont d'autres objectifs. Le glycogène est le mécanisme de «stockage d'énergie du dextrose» du corps, car il est beaucoup plus «efficace dans l'espace» et moins réactif que le dextrose lui-même.
En raison de son importance pour la santé humaine, le dextrose est un analyte dans les tests de dextrose qui sont des tests sanguins médicaux courants. Manger ou jeûner avant de prélever un échantillon de sang a un effet sur les analyses de Dextrose dans le sang; un taux élevé de sucre dans le sang de dextrose à jeun peut être un signe de prédiabète ou de diabète sucré.
L'indice glycémique est un indicateur de la vitesse de résorption et de conversion en sang Niveaux de dextrose à partir des glucides ingérés, mesurés comme l'aire sous la courbe des niveaux de dextrose sanguin après consommation par rapport au dextrose (le dextrose est défini comme 100). L'importance clinique de l'index glycémique est controversée, car les aliments riches en graisses ralentissent la résorption des glucides et abaissent l'index glycémique, par ex. la crème glacée. Un autre indicateur est l'indice d'insuline, mesuré comme l'impact de la consommation de glucides sur les taux d'insuline dans le sang. La charge glycémique est un indicateur de la quantité de dextrose ajoutée aux niveaux de dextrose sanguin après consommation, en fonction de l'indice glycémique et de la quantité d'aliments consommés.
