ДЕКСТРОЗА (DEXTROSE)

ДЕКСТРОЗА

Декстроза, как раствор сахара для внутривенного введения, входит в Список основных лекарственных средств Всемирной организации здравоохранения, самые безопасные и эффективные лекарства, необходимые в системе здравоохранения. Он также включен в список в сочетании с хлоридом натрия.

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-

Декстроза

Декстроза - это простой сахар с молекулярной формулой C6H12O6. Декстроза - это самый распространенный моносахарид, подкатегория углеводов. Декстроза в основном вырабатывается растениями и большинством водорослей во время фотосинтеза из воды и углекислого газа с использованием энергии солнечного света, где она используется для производства целлюлозы в клеточных стенках, которая является наиболее распространенным углеводом. В энергетическом обмене декстроза является наиболее важным источником энергии для всех организмов. Декстроза для метаболизма хранится в виде полимера, в растениях в основном в виде крахмала и амилопектина, а у животных - в виде гликогена. Декстроза циркулирует в крови животных в виде сахара в крови. Природной формой декстрозы является d-декстроза, тогда как l-декстроза производится синтетическим путем в сравнительно небольших количествах и имеет меньшее значение. Декстроза представляет собой моносахарид, содержащий шесть атомов углерода и альдегидную группу, и поэтому является альдогексозой. Молекула декстрозы может существовать в форме с открытой цепью (ациклической), а также в кольцевой (циклической) форме. Декстроза встречается в природе и в свободном состоянии содержится во фруктах и ​​других частях растений. У животных декстроза высвобождается в результате распада гликогена в процессе, известном как гликогенолиз.

Название «Декстроза» происходит от французского от греческого γλυκός («глюкос»), что означает «сладкий» в отношении сусла, сладкого первого отжима винограда при производстве вина. Суффикс «-оза» - это химический классификатор, обозначающий сахар.

Что такое декстроза?
Декстроза - это простой сахар, который производится из кукурузы и химически идентичен глюкозе или сахару в крови. Декстроза часто используется в хлебобулочных изделиях в качестве подсластителя и часто встречается в таких продуктах, как обработанные пищевые продукты и кукурузный сироп.

У декстрозы также есть медицинские цели. Он растворен в растворах, которые вводятся внутривенно, которые можно комбинировать с другими лекарствами или использовать для повышения уровня сахара в крови человека. Поскольку декстроза - это «простой» сахар, организм может быстро использовать его для получения энергии. Простые сахара могут очень быстро повышать уровень сахара в крови, и им часто не хватает питательной ценности. Примеры других простых сахаров включают глюкозу, фруктозу и галактозу. Продукты, которые обычно состоят из простых сахаров, включают рафинированный сахар, белую пасту и мед.

Какие распространенные препараты декстрозы?
Декстроза используется для приготовления нескольких внутривенных (IV) препаратов или смесей, которые доступны только в больнице или медицинском учреждении. Декстроза также доступна в аптеках в виде геля для перорального приема или в форме таблеток для перорального приема. Каждая концентрация декстрозы имеет свое уникальное применение. Более высокие концентрации обычно используются в качестве «спасательных» доз, когда у кого-то очень низкий уровень сахара в крови.

Как используется декстроза?
Декстроза используется в разных концентрациях для разных целей. Например, врач может назначить декстрозу в растворе для внутривенного введения, если кто-то обезвожен и имеет низкий уровень сахара в крови. Растворы декстрозы для внутривенного введения также можно комбинировать со многими лекарствами для внутривенного введения.

Декстроза - это углевод, который входит в состав обычного рациона. Растворы, содержащие декстрозу, обеспечивают калорийность и могут вводиться внутривенно в сочетании с аминокислотами и жирами. Это называется полным парентеральным питанием (TPN) и используется для питания тех, кто не может усваивать или получать углеводы, аминокислоты и жиры через кишечник.

Инъекции декстрозы с высокой концентрацией делают только профессионалы. Эти инъекции вводят людям, у которых может быть очень низкий уровень сахара в крови, и которые не могут глотать таблетки, продукты или напитки декстрозы.

Если у человека слишком высокий уровень калия (гиперкалиемия), иногда врачи также делают инъекции декстрозы на 50 процентов, а затем внутривенно инсулин. Это можно сделать в условиях больницы. Когда клетки потребляют дополнительную глюкозу, они также потребляют калий. Это помогает снизить уровень калия в крови человека. Декстроза назначается для предотвращения гипогликемии. Инсулин лечит повышенный уровень калия.

Люди с диабетом или гипогликемией (хронически низким уровнем сахара в крови) могут носить с собой гель или таблетки с декстрозой на случай, если уровень сахара в крови станет слишком низким. Гель или таблетки растворяются во рту человека и быстро повышают уровень сахара в крови. Если уровень сахара в крови человека ниже 70 мг / дл и у него наблюдаются симптомы низкого уровня сахара в крови, ему может потребоваться прием таблеток декстрозы. Примеры симптомов низкого уровня сахара в крови включают слабость, спутанность сознания, потливость и слишком учащенное сердцебиение.

Какие меры предосторожности следует соблюдать при использовании декстрозы?
Медицинский работник не должен давать декстрозу людям с определенными заболеваниями. Это связано с тем, что декстроза потенциально может вызвать слишком высокий уровень сахара в крови или сдвиг жидкости в организме, что приведет к отеку или скоплению жидкости в легких.

Избегайте декстрозы
если у вас гипергликемия или высокий уровень сахара в крови
если у вас гипокалиемия или низкий уровень калия в крови
если у вас периферический отек или отек рук, ступней или ног
если у вас отек легких, когда в легких накапливается жидкость
Если вы страдаете диабетом и ваш врач прописывает вам пероральный гель или таблетки с декстрозой, их следует использовать только при реакции с низким уровнем сахара в крови. Ваш врач или инструктор по диабету должен научить вас, как определять признаки низкого уровня сахара в крови и когда использовать таблетки. Если вам нужно иметь под рукой гель или таблетки, вы должны всегда держать их при себе, и вы должны держать их дома. Ваш врач также должен объяснить другим членам семьи, когда использовать гель или таблетки, если другие должны дать их вам.
Если у вас аллергия на кукурузу, у вас может быть аллергическая реакция на декстрозу. Перед использованием посоветуйтесь со своим врачом.

Контроль уровня сахара в крови во время приема декстрозы
Даже если у вас нет определенных заболеваний, важно постоянно проверять уровень сахара в крови, если они получают глюкозу. Это может гарантировать, что декстроза не приведет к опасному повышению уровня сахара в крови. Вы можете проверить уровень сахара в крови с помощью домашних тестов. Они включают анализ крови из укола пальца на полоске крови. Для тех, кто физически не может сдать кровь дома, доступны тесты на глюкозу в моче, хотя они не столь надежны.

Если вы обнаружите, что у вас или у кого-то еще наблюдается отрицательная реакция из-за низкого уровня сахара в крови, следует немедленно принять таблетки декстрозы. По данным Центра диабета Джослина, четыре таблетки глюкозы равны 15 граммам углеводов и могут быть приняты в случае низкого уровня сахара в крови (если иное не рекомендовано вашим врачом). Таблетки перед глотанием тщательно разжевать. Вода не нужна. Ваши симптомы должны улучшиться в течение 20 минут. Если нет, проконсультируйтесь с врачом.

Гель декстрозы часто выпускается в одноразовых тюбиках, которые наливают прямо в рот и проглатывают. Если через 10 минут вы не почувствовали никаких положительных изменений, повторите с другой пробиркой. Если еще через 10 минут уровень сахара в крови остается слишком низким, обратитесь к врачу.

Декстроза у детей
Декстрозу можно применять у детей так же, как и у взрослых, в качестве медицинского вмешательства при гипогликемии. В случаях тяжелой детской гипогликемии детям часто вводят декстрозу внутривенно. Незамедлительное и своевременное лечение гипогликемии у детей и младенцев имеет важное значение, поскольку невылеченная гипогликемия может привести к неврологическим повреждениям. Если они смогут ее принять, детям можно давать декстрозу перорально.

В случае неонатальной гипогликемии, которая может быть вызвана несколькими нарушениями, такими как дефекты обмена веществ или гиперинсулинизм, младенцы могут добавлять в свой рацион небольшое количество геля декстрозы, чтобы помочь им поддерживать здоровый уровень сахара в крови. Проконсультируйтесь с врачом, чтобы узнать, сколько декстрозы добавить в их рацион. Младенцы, родившиеся недоношенными, подвержены риску гипогликемии, и им можно вводить декстрозу через капельницу.

Порошок декстрозы и бодибилдинг
Декстроза от природы калорийна и легко расщепляется для получения энергии. Из-за этого доступен порошок декстрозы, который иногда используется в качестве пищевой добавки бодибилдерами, которые хотят увеличить вес и мышечную массу.

Хотя повышение калорийности и легкость расщепления декстрозы могут принести пользу бодибилдерам или тем, кто хочет увеличить мышечную массу, важно отметить, что в декстрозе отсутствуют другие важные питательные вещества, необходимые для достижения этой цели. Эти питательные вещества включают белок и жир. Простые сахара в порошке декстрозы также облегчают его расщепление, в то время как сложные сахара и углеводы могут принести больше пользы бодибилдерам, поскольку они более успешно помогают сжигать жир.

Каковы побочные эффекты декстрозы?
Людям, страдающим диабетом, следует осторожно назначать декстрозу, потому что они не могут перерабатывать декстрозу так быстро, как люди без этого заболевания. Декстроза может слишком сильно повысить уровень сахара в крови, что называется гипергликемией.

Симптомы включают:
фруктовый запах изо рта
усиление жажды без известных причин
сухая кожа
обезвоживание
тошнота
одышка
расстройство желудка
необъяснимая усталость
частое мочеиспускание
рвота
путаница
Влияние на уровень сахара в крови
Если вам нужно использовать декстрозу, ваш сахар в крови может после этого слишком сильно повыситься. После приема таблеток декстрозы вам следует проверить уровень сахара в крови в соответствии с указаниями врача или инструктора по диабету. Возможно, вам потребуется скорректировать уровень инсулина, чтобы снизить уровень сахара в крови.

Если в больнице вам вводят жидкости с декстрозой внутривенно, медсестра проверит у вас уровень сахара в крови. Если уровень сахара в крови слишком высок, дозу внутривенного введения жидкости можно скорректировать или даже прекратить, пока уровень сахара в крови не станет более безопасным. Вам также могут дать инсулин, чтобы снизить уровень сахара в крови.

Простой сахарный состав декстрозы делает ее полезной для лечения гипогликемии и низкого уровня сахара в крови для пациентов любого возраста, при этом некоторые варианты лечения удобны и портативны. Безопасно использовать в течение длительного времени по мере необходимости. Однако декстроза сопряжена с определенными рисками, и даже тем, кто не страдает диабетом, следует внимательно следить за уровнем сахара в крови, когда ее принимают.

Всегда консультируйтесь с врачом, прежде чем прекратить лечение диабета или если вы проверите уровень сахара в крови и он высокий. Если у вас дома есть гель или таблетки с глюкозой, храните их в недоступном для детей месте. Особенно опасно принимать большие количества маленькими детьми.

История декстрозы
Декстроза была впервые выделена из изюма в 1747 году немецким химиком Андреасом Маргграфом. Декстроза была обнаружена в винограде Иоганном Тобиасом Ловицем в 1792 году и отличилась от тростникового сахара (сахарозы). Декстроза - это термин, придуманный Жаном Батистом Дюма в 1838 году, который преобладал в химической литературе. Фридрих Август Кекуле предложил термин декстроза (от латинского dexter = право), потому что в водном растворе декстрозы плоскость линейно поляризованного света повернута вправо. Напротив, d-фруктоза (кетогексоза) и l-декстроза поворачивают линейно поляризованный свет влево. Раннее обозначение вращения плоскости линейно поляризованного света (d и l-номенклатура) было позже оставлено в пользу d- и l-обозначений, которые относятся к абсолютной конфигурации асимметричного центра, наиболее удаленного от карбонильной группы. , и в соответствии с конфигурацией d- или l-глицеральдегида.

Поскольку декстроза является основной необходимостью для многих организмов, правильное понимание ее химического состава и структуры во многом способствовало общему прогрессу в области органической химии. Это понимание произошло во многом благодаря исследованиям Эмиля Фишера, немецкого химика, получившего в 1902 году Нобелевскую премию по химии за свои открытия. Синтез декстрозы установил структуру органического материала и, следовательно, стал первым окончательным подтверждением теорий химической кинетики и расположения химических связей в углеродсодержащих молекулах Якоба Хенрикуса ван'т-Гоффа. Между 1891 и 1894 годами Фишер установил стереохимическую конфигурацию всех известных сахаров и правильно предсказал возможные изомеры, применяя теорию асимметричных атомов углерода Ван'т-Гоффа. Названия изначально относились к натуральным веществам. Их энантиомеры получили то же название с введением систематической номенклатуры с учетом абсолютной стереохимии (например, номенклатура Фишера, номенклатура d / l).

За открытие метаболизма декстрозы Отто Мейерхоф получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 1922 году. Ганс фон Эйлер-Челпин был удостоен Нобелевской премии по химии вместе с Артуром Харденом в 1929 году за их «исследования ферментации сахара и их доля ферментов в этом процессе ». В 1947 году Бернардо Хусей (за открытие роли гипофиза в метаболизме декстрозы и производных углеводов), а также Карл и Герти Кори (за открытие превращения гликогена из декстрозы) получили Нобелевскую премию в Физиология или медицина. В 1970 году Луис Лелуар был удостоен Нобелевской премии по химии за открытие сахарных нуклеотидов, полученных из декстрозы, в биосинтезе углеводов.

Химические свойства
С шестью атомами углерода он классифицируется как гексоза, подкатегория моносахаридов. d-Декстроза - один из шестнадцати стереоизомеров альдогексозы. D-изомер, d-декстроза, также известная как декстроза, широко встречается в природе, а l-изомер, l-декстроза, - нет. Декстрозу можно получить гидролизом углеводов, таких как молочный сахар (лактоза), тростниковый сахар (сахароза), мальтоза, целлюлоза, гликоген и т. Д. Декстроза обычно коммерчески производится из кукурузного крахмала в США и Японии, из картофельного и пшеничного крахмала в Европе. и из крахмала тапиоки в тропических регионах. В производственном процессе используется гидролиз посредством пропаривания под давлением при контролируемом pH в струе с последующей ферментативной деполимеризацией. Несвязанная декстроза - один из основных ингредиентов меда. Все формы декстрозы бесцветны и легко растворяются в воде, уксусной кислоте и некоторых других растворителях. Они плохо растворяются в метаноле и этаноле.

Структура и номенклатура
Декстроза представляет собой моносахарид с формулой C6H12O6 или H- (C = O) - (CHOH) 5-H, пять гидроксильных (OH) групп которого расположены определенным образом вдоль его шестиуглеродной спины. Декстроза обычно присутствует в твердой форме в виде моногидрата с замкнутым пирановым кольцом (гидрат декстрозы). В водном растворе, с другой стороны, он имеет открытую цепь в небольшой степени и присутствует преимущественно в виде α- или β-пиранозы, которые частично взаимно сливаются путем мутаротации. Из водных растворов можно кристаллизовать три известные формы: α-глюкопиранозу, β-глюкопиранозу и гидрат β-глюкопиранозы. Декстроза является строительным блоком дисахаридов лактозы и сахарозы (тростниковый или свекольный сахар), олигосахаридов, таких как рафиноза, и полисахаридов, таких как крахмал и амилопектин, гликогена или целлюлозы. Температура стеклования декстрозы составляет 31 ° C, а постоянная Гордона – Тейлора (экспериментально определенная константа для предсказания температуры стеклования для различных массовых долей смеси двух веществ) равна 4,5.

Форма с открытой цепью
Декстроза может существовать как в линейной, так и в кольцевой форме. В своей мимолетной форме с открытой цепью молекула декстрозы имеет открытый (в отличие от циклического) и неразветвленный остов из шести атомов углерода, от C-1 до C-6; где C-1 является частью альдегидной группы H (C = O) -, а каждый из пяти других атомов углерода несет одну гидроксильную группу -OH. Остальные связи углеродов основной цепи удовлетворяются атомами водорода -H. Следовательно, декстроза является одновременно гексозой и альдозой или альдогексозой. Альдегидная группа делает декстрозу редуцирующим сахаром, дающим положительную реакцию с тестом Фелинга.

Каждый из четырех атомов углерода от C-2 до C-5 является стереоцентром, что означает, что его четыре связи соединяются с четырьмя различными заместителями. (Углерод C-2, например, соединяется с - (C = O) H, -OH, -H и - (CHOH) 4H.) В d-декстрозе эти четыре части должны находиться в определенном трехмерном расположении. . А именно, когда молекула нарисована в проекции Фишера, гидроксилы на C-2, C-4 и C-5 должны быть на правой стороне, в то время как на C-3 должны быть на левой стороне.

Положения этих четырех гидроксилов в точности обратны на диаграмме Фишера l-декстрозы. d- и l-декстроза - две из 16 возможных альдогексоз; остальные 14 представляют собой аллозу, альтрозу, галактозу, гулозу, идозу, маннозу и талозу, каждый с двумя энантиомерами, «d-» и «l-». Важно отметить, что линейная форма декстрозы составляет менее 0,02% молекул декстрозы в водном растворе. Остальное - одна из двух циклических форм декстрозы, которые образуются, когда гидроксильная группа на углероде 5 (C5) связывается с альдегидным углеродом 1 (C1).

Циклические формы
В растворах форма декстрозы с открытой цепью («D-» или «L-») существует в равновесии с несколькими циклическими изомерами, каждый из которых содержит углеродное кольцо, замкнутое одним атомом кислорода. Однако в водном растворе более 99% молекул декстрозы в любой момент времени существуют в форме пиранозы. Форма с открытой цепью ограничена примерно 0,25%, а формы фуранозы существуют в незначительных количествах. Термины «декстроза» и «D-декстроза» также обычно используются для этих циклических форм. Кольцо возникает из формы с открытой цепью в результате реакции внутримолекулярного нуклеофильного присоединения между альдегидной группой (в точке C-1) и гидроксильной группой C-4 или C-5, образуя полуацетальную связь, -C (OH) H- O−.

Оптическая активность
В воде или в твердой форме d - (+) - декстроза является правовращающей, то есть она будет вращать направление поляризованного света по часовой стрелке, если смотреть на источник света. Эффект обусловлен хиральностью молекул, и действительно, зеркальный изомер, l - (-) - декстроза, является левовращающим (вращает поляризованный свет против часовой стрелки) на ту же величину. Сила эффекта различна для каждого из пяти таутомеров.

Обратите внимание, что префикс d- не относится напрямую к оптическим свойствам соединения. Это указывает на то, что хиральный центр C-5 имеет ту же направленность, что и d-глицеральдегид (который был назван так, потому что он правовращающий). Тот факт, что d-декстроза является правовращающей, является комбинированным действием ее четырех хиральных центров, а не только C-5; и действительно, некоторые из других d-альдогексозов являются левовращающими.

Превращение между двумя аномерами можно наблюдать в поляриметре, поскольку чистая α-d-декстроза имеет удельный угол вращения + 112,2 ° · мл / (дм · г), чистая β-D-декстроза + 17,5 ° · мл / (дм ·грамм). Когда равновесие достигается через определенное время из-за мутаротации, угол поворота составляет + 52,7 ° · мл / (дм · г). При добавлении кислоты или основания это превращение значительно ускоряется. Уравновешивание происходит через альдегидную форму с открытой цепью.

Биохимические свойства
Декстроза - самый распространенный моносахарид. Декстроза также является наиболее широко используемой альдогексозой в большинстве живых организмов. Одно из возможных объяснений этого состоит в том, что декстроза имеет более низкую тенденцию, чем другие альдогексозы, неспецифически реагировать с аминогруппами белков. Эта реакция - гликирование - нарушает или разрушает функцию многих белков, например в гликированном гемоглобине. Низкая скорость гликирования декстрозы может быть объяснена тем, что она имеет более стабильную циклическую форму по сравнению с другими альдогексозами, что означает, что она тратит меньше времени, чем в ее реактивной форме с открытой цепью. Причина того, что декстроза имеет наиболее стабильную циклическую форму из всех альдогексоз, заключается в том, что ее гидроксильные группы (за исключением гидроксигруппы на аномерном атоме углерода d-декстрозы) находятся в экваториальном положении. Предположительно, декстроза является наиболее распространенным природным моносахаридом, потому что она менее гликирована белками, чем другие моносахариды. Другая гипотеза состоит в том, что декстроза, являющаяся единственной D-альдогексозой, которая имеет все пять гидроксизаместителей в экваториальном положении в форме β-D-декстрозы, более доступна для химических реакций, например, для этерификации или образования ацеталя. По этой причине D-декстроза также является наиболее предпочтительным строительным блоком природных полисахаридов (гликанов). Полисахариды, состоящие исключительно из декстрозы, называются глюканами.

Декстроза вырабатывается растениями в процессе фотосинтеза с использованием солнечного света, воды и углекислого газа и может использоваться всеми живыми организмами в качестве источника энергии и углерода. Однако большая часть декстрозы встречается не в свободной форме, а в форме ее полимеров, то есть лактозы, сахарозы, крахмала и других веществ, являющихся запасами энергии, а также целлюлозы и хитина, которые являются компонентами клеточной стенки растений или грибов. и членистоногие соответственно. Эти полимеры разлагаются до декстрозы во время приема пищи животными, грибами и бактериями с помощью ферментов. Все животные также могут сами производить декстрозу из определенных предшественников по мере необходимости. Нервные клетки, клетки мозгового вещества почек и эритроциты зависят от декстрозы для производства энергии. У взрослых людей содержится около 18 г декстрозы, из которых около 4 г присутствует в крови. Примерно от 180 до 220 г декстрозы вырабатывается в печени взрослого человека за 24 часа.

Многие из долгосрочных осложнений диабета (например, слепота, почечная недостаточность и периферическая невропатия), вероятно, связаны с гликированием белков или липидов. Напротив, добавление сахаров к белку, регулируемое ферментами, называется гликозилированием и необходимо для функционирования многих белков.

Поглощение
Проглоченная декстроза изначально связывается с рецептором сладкого вкуса на языке человека. Этот комплекс белков T1R2 и T1R3 позволяет идентифицировать источники пищи, содержащие декстрозу. Декстроза в основном поступает с пищей - около 300 г в день вырабатывается путем преобразования пищи, но она также синтезируется из других метаболитов в клетках организма. У людей расщепление полисахаридов, содержащих декстрозу, частично происходит уже во время жевания с помощью амилазы, содержащейся в слюне, а также мальтазы, лактазы и сахарозы на щеточной кайме тонкой кишки. Декстроза является строительным материалом для многих углеводов и может быть отделена от них с помощью определенных ферментов. Глюкозидазы, подгруппа гликозидаз, сначала катализируют гидролиз длинноцепочечных полисахаридов, содержащих декстрозу, удаляя концевую декстрозу. В свою очередь, дисахариды в основном разлагаются специфическими гликозидазами до декстрозы. Названия разрушающих ферментов часто происходят от конкретных поли- и дисахаридов; среди прочего, для разложения полисахаридных цепей используются амилазы (названные в честь амилозы, компонента крахмала), целлюлазы (названные в честь целлюлозы), хитиназы (названные в честь хитина) и другие. Кроме того, для расщепления дисахаридов используются мальтаза, лактаза, сахароза, трегалаза и другие. У человека известно около 70 генов, кодирующих гликозидазы. Они выполняют функции переваривания и разложения гликогена, сфинголипидов, мукополисахаридов и поли (АДФ-рибозы). Люди не производят целлюлазы, хитиназы и треалазы, в отличие от бактерий кишечной флоры.

Чтобы попасть в клеточные мембраны клеток и мембраны клеточных компартментов или выйти из них, декстрозе требуются специальные транспортные белки из суперсемейства основных посредников. В тонком кишечнике (точнее, в тощей кишке) декстроза попадает в эпителиальные клетки кишечника с помощью транспортеров декстрозы через вторичный активный транспортный механизм, называемый симпортом ион натрия-декстроза, через котранспортер натрия / декстрозы 1. Дальнейшее перенос происходит на базолатеральной стороне кишечных эпителиальных клеток через транспортер декстрозы GLUT2, а также их захват клетками печени, клетками почек, клетками островков Лангерганса, нервными клетками, астроцитами и таниоцитами. Декстроза попадает в печень через портальную вену и хранится там в виде клеточного гликогена. В клетке печени он фосфорилируется глюкокиназой в положении 6 до декстрозо-6-фосфата, который не может покинуть клетку. С помощью декстрозо-6-фосфатазы декстрозо-6-фосфат при необходимости превращается обратно в декстрозу исключительно в печени, так что она доступна для поддержания достаточной концентрации декстрозы в крови. В других клетках захват происходит путем пассивного транспорта через один из 14 белков GLUT. В других типах клеток фосфорилирование происходит через гексокиназу, после чего декстроза больше не может диффундировать из клетки.

Переносчик декстрозы GLUT1 продуцируется большинством типов клеток и имеет особое значение для нервных клеток и β-клеток поджелудочной железы. GLUT3 высоко экспрессируется в нервных клетках. Декстроза из кровотока поглощается GLUT4 из мышечных клеток (скелетных мышц и сердечной мышцы) и жировых клеток. GLUT14 образуется исключительно в семенниках. Избыток декстрозы расщепляется и превращается в жирные кислоты, которые хранятся в виде триацилглицеридов. В почках декстроза с мочой абсорбируется через SGLT1 и SGLT2 в апикальных клеточных мембранах и передается через GLUT2 в базолатеральных клеточных мембранах. Около 90% реабсорбции декстрозы почками происходит через SGLT2 и около 3% через SGLT1.

Биосинтез
У растений и некоторых прокариот декстроза является продуктом фотосинтеза. Декстроза также образуется при расщеплении полимерных форм декстрозы, таких как гликоген (у животных и грибов) или крахмал (у растений). Расщепление гликогена называется гликогенолизом, расщепление крахмала называется деградацией крахмала.

Метаболический путь, который начинается с молекул, содержащих от двух до четырех атомов углерода (C), и заканчивается молекулой декстрозы, содержащей шесть атомов углерода, называется глюконеогенезом и происходит во всех живых организмах. Меньшие исходные материалы являются результатом других метаболических путей. В конечном итоге почти все биомолекулы образуются в результате ассимиляции углекислого газа растениями во время фотосинтеза. Свободная энергия образования α-d-декстрозы составляет 917,2 килоджоулей на моль. У людей глюконеогенез происходит в печени и почках, а также в других типах клеток. В печени хранится около 150 г гликогена, в скелетных мышцах - около 250 г. Однако декстроза, высвобождающаяся в мышечных клетках при расщеплении гликогена, не может быть доставлена ​​в кровоток, потому что декстроза фосфорилируется гексокиназой, а декстрозо-6-фосфатаза не экспрессируется для удаления фосфатной группы. В отличие от декстрозы, для декстрозо-6-фосфата нет транспортного белка. Глюконеогенез позволяет организму накапливать декстрозу из других метаболитов, включая лактат или определенные аминокислоты, при этом потребляя энергию. Клетки почечных канальцев также могут продуцировать декстрозу.

Деградация декстрозы
У людей декстроза метаболизируется путем гликолиза и пентозофосфатного пути. Гликолиз используется всеми живыми организмами с небольшими вариациями, и все организмы вырабатывают энергию за счет распада моносахаридов. В ходе дальнейшего метаболизма он может полностью разрушиться посредством окислительного декарбоксилирования, цикла Кребса (синоним цикла лимонной кислоты) и дыхательной цепи до воды и углекислого газа. Если для этого недостаточно кислорода, разложение декстрозы у животных происходит анаэробно до лактата посредством ферментации молочной кислоты и высвобождает меньше энергии. Мышечный лактат попадает в печень через кровоток у млекопитающих, где происходит глюконеогенез (цикл Кори). При большом количестве декстрозы метаболит ацетил-КоА из цикла Кребса также можно использовать для синтеза жирных кислот. Декстроза также используется для пополнения запасов гликогена в организме, которые в основном находятся в печени и скелетных мышцах. Эти процессы регулируются гормонально.

В других живых организмах могут происходить другие формы ферментации. Бактерия Escherichia coli может расти на питательной среде, содержащей декстрозу в качестве единственного источника углерода. У некоторых бактерий и, в модифицированной форме, также у архей, декстроза разлагается по пути Энтнера-Дудорова.

Декстроза используется в качестве источника энергии в клетках путем аэробного дыхания, анаэробного дыхания или ферментации. Первым этапом гликолиза является фосфорилирование декстрозы гексокиназой с образованием декстрозо-6-фосфата. Основная причина немедленного фосфорилирования декстрозы состоит в том, чтобы предотвратить ее диффузию из клетки, поскольку заряженная фосфатная группа препятствует легкому проникновению декстрозо-6-фосфата через клеточную мембрану. Кроме того, добавление высокоэнергетической фосфатной группы активирует декстрозу для последующего разложения на более поздних стадиях гликолиза. В физиологических условиях эта первоначальная реакция необратима.

При анаэробном дыхании одна молекула декстрозы дает чистый прирост двух молекул АТФ (четыре молекулы АТФ производятся во время гликолиза посредством фосфорилирования на уровне субстрата, но две необходимы ферментам, используемым в процессе). При аэробном дыхании молекула декстрозы намного более прибыльна, поскольку генерируется максимальное чистое производство 30 или 32 молекул АТФ (в зависимости от организма) посредством окислительного фосфорилирования.