Glukóza je důležitým zdrojem energie pro mnoho buněk, včetně mozku a červených krvinek. Využívají ho také některé jaterní buňky a tuková tkáň pro ukládání energie.
Glukóza je produkována během fosyntézy v rostlinách a u lidí je produkována jaterní glukoneogenezí. V těle se odbourává řadou buněčných reakcí, počínaje glykolýzou.
Energie
Glukóza je hlavním zdrojem energie pro většinu živých organismů. Je prekurzorem několika důležitých sloučenin včetně škrobu, celulózy a glykogenu (stejně jako oligosacharidů).
Několik enzymů používá fosforylovanou glukózu k přidání cukerné skupiny k jiným molekulám v organickém chemickém procesu zvaném glykosylace. To může být velmi důležité pro fungování proteinů a lipidů.
Glukóza se nachází ve dvou přirozeně se vyskytujících formách, L-glukóza a D-glukóza. Oba obsahují identické molekuly glukózy, ale uspořádané v zrcadlových odrazech. Forma D-glukózy polarizuje světlo ve směru hodinových ručiček a forma L-glukózy jej polarizuje proti směru hodinových ručiček.
Sacharidy
Glukóza je hlavním zdrojem energie pro živé organismy. Je také základem mnoha buněčných procesů. Mezi nejvýznamnější patří výroba glukózových polymerů (polysacharidů), jako je škrob, celulóza a glykogen; lipidy; a oligosacharidy sestávající z glukózy a jiných cukrů.
Kromě toho se glukóza přidává k proteinům a lipidům v procesu zvaném glykosylace, aby jim dala strukturu. Používá se také jako substrát v procesu fermentace k výrobě etanolu, alkoholu.
Sacharidy se nacházejí v široké škále potravin a přicházejí v různých formách a typech. Konzumace sacharidů ze zdravých zdrojů, jako jsou celozrnné výrobky, zelenina, ovoce a fazole, je klíčem ke správné stravě.
Sacharidy poskytují palivo pro centrální nervový systém a energii pro pracující svaly po celý den. Při nadměrné konzumaci však mohou být škodlivé. Vysokoglykemická dieta může zvýšit riziko srdečních onemocnění, cukrovky a obezity.
Glykogen
Glykogen je hlavním mechanismem ukládání energie v těle. Ukládá se především v játrech a svalech a je distribuován do ostatních tkání jako volná glukóza.
Glykogen má polymerní strukturu s dlouhými lineárními řetězci glukózových zbytků spojených a-1,4 glykosidickými vazbami. Tyto glukózové jednotky tvoří šroubovitý polymer, přičemž přibližně každých deset zbytků tvoří větev s dalším řetězcem glukózových zbytků.
Tyto větve jsou spolu spojeny alfa-acetalovou vazbou, -C(OH)H-O-, ke které dochází, když se 2 alkoxyskupiny vážou na stejný atom uhlíku (C-1 a C-4 nebo C-5). V roztocích existují formy glukózy s otevřeným řetězcem v rovnováze s několika cyklickými izomery, z nichž každý obsahuje kruh hydroxylů uzavřený jedním atomem kyslíku.
Svalový glykogen tvoří přibližně 1-2 % svalové hmotnosti a je primárně lokalizován v intermyofibrilárních oblastech. Když je svalový glykogen vyčerpán, transportní protein zvaný hexokináza jej rozloží a uvolní glukózu do krevního řečiště.
Polysacharidy
Polysacharidy jsou komplexní, rozvětvené sacharidy, které vznikají, když se monosacharidy nebo disacharidy spojí glykosidickými vazbami. Tyto vazby jsou tvořeny atomem kyslíku mezi dvěma uhlíkovými kruhy.
Polysacharidové řetězce mají jedinečné vlastnosti, které se od sebe liší, včetně jejich složení, vazby, stupně větvení a molekulových hmotností. Tyto strukturní charakteristiky jsou důležité pro pochopení jejich fyzikálně-chemických a biologických aktivit.
Téměř všechny polysacharidy jsou spojeny glykosidickými vazbami. Tyto vazby se tvoří během dehydratační reakce, kdy se z cukerného zbytku odstraní molekula vody a z uhlíku se ztratí hydroxylová skupina.
Polysacharidy se používají jako strukturální složky buněčných stěn a extracelulárních struktur u rostlin, hmyzu a hub. Některé z nich fungují také jako zásobníky energie. Jejich příklady zahrnují celulózu a chitin. Nacházejí se také v kyselině hyaluronové, látce, která je důležitá pro kloubní tekutinu a pojivovou tkáň.
