التركيب الكيميائي والخصائص الفيزيائية للجلوكوز

يتخذ الجلوكوز الصافي هيئة بلورية بيضاء وهو يكافئ في درجة حلاوته ثلاثة أرباع السكروز السكر العادي. ينتمي الجلوكوز إلى فئة من الأغذية تسمى الكربوهيدرات التي هي سلسلات مترابطة من الجلوكوز وسكريات أخرى. يتسم الجلوكوز بتركيبه الكيميائي البسيط ولذلك يمتصه الدم مباشرة من الأمعاء.

الصيغة الكيميائية للجلوكوز هي C₆H₁₂O₆ وهو من السكريات الأحادية البسيطة التي تلعب دورا حيويا في عمليات التمثيل الغذائي لجميع الكائنات الحية. يتميز الجلوكوز بقدرته العالية على الذوبان في الماء مما يجعله سهل الامتصاص والنقل عبر الدورة الدموية.

إنتاج الجلوكوز تجاريا

يصنع الغلوكوز تجاريا بمعالجة النشاء بنوع من الأحماض تحت ضغط البخار. لو تحول النشا كله إلى جلوكوز فإن المنتج يباع تحت اسم دكستروز أما إذا كان الناتج خليطا من الجلوكوز وأنواع أخرى من السكر فإنه يباع في الغرب باسم شراب القمح.

ينتج الجلوكوز تجاريا بمعالجة النشاء بأنزيم الأميلاز أو بوضع النشاء في الماء الممزوج بمحلول حمض الهيدرو كلوريك المخفف. حينما يسخن خليط النشاء والحمض تحت ضغط البخار في فرن فإنه يتحول إلى جلوكوز. يمكن تنقية الجلوكوز وتجفيفه إلى حبيبات ناعمة تسمى دكستروز.

تفاعلات الجلوكوز الكيميائية

يتفاعل الجلوكوز مع الأحماض ليعطي الأسترات حيث يحدث استبدال لذرة الهيدروجين التي تكون مرتبطة بذرة الكربون الأولى أو السادسة. لهذه الأسترات أهمية فسيولوجية حيث أنها تشارك في عملية التمثيل الغذائي للكربوهيدرات.

عندما تزيد نسبة الجلوكوز في الدم عن المعدل الطبيعي يخزن الزائد في الكبد والعضلات على هيئة جليكوجين أو نشا حيواني وتتم عملية تحويل الجلوكوز إلى جليكوجين في وجود ATP أو ما يسمى ادينوسين ثلاثي الفوسفات وأيضا في وجود انزيم يدعى فوسفو جلوكو كينيز وكذلك الأنسولين.

الجليكو سيدات المشتقة من الجلوكوز

من أنشط الذرات في جزيء الجلوكوز هي ذرة الكربون رقم واحد حيث من الممكن أن تستبدل هذه الذرة بمجموعة ميثيل لتكوين ما يعرف بالجليكو سيدات التي لها أهمية دوائية كبيرة:

• سابونين: يعمل على تقليل قوة التوتر السطحي ويستخدم كمستحلب
• ساليسين: وظيفته كمضاد للآلام الروماتيزمية وتخفيض درجة الحرارة
• ديجيتوكسين: يعتبر من منشطات عضلة القلب
• فلوروديزين: يعمل على زيادة نفاذية الأنيبيبات الكلوية للجلوكوز

استخدامات الجلوكوز المتعددة

يدخل الجلوكوز في العديد من الصناعات والتطبيقات المختلفة نظرا لخصائصه الفريدة وتنوع استخداماته:

دكستروز والتطبيقات الصناعية

الدكستروز هو الاسم المستعمل في الصناعة لسكر الجلوكوز النقي المتبلر. يباع عادة في شكل حبيبات دقيقة بيضاء ناعمة. يستعمل الدكستروز كسكر أبيض نقيا بصورة رئيسية في صنع الحلويات والمعجنات والسلع المخبوزة والفواكه المعلبة.

يستعمل عصير الدكستروز لإنتاج عصير الذرة عالي الفركتوز وهو مادة تحلية في أطعمة وأشربة عديدة. ليست حلاوة الدكستروز كحلاوة السكروز أو السكر المعروف ولكنها تكفي للعديد من التطبيقات الصناعية.

التحلل السكري وأهمية الجلوكوز البيولوجية

يستخدم الغلوكوز في خلايا جسم الإنسان كمصدر الطاقة خلال عمليات التحلل السكري أو خريطة مسار الأيض التخمر التنفس الهوائي والتنفس اللاهوائي. هذه العمليات الحيوية ضرورية لاستمرار الحياة وتوفير الطاقة اللازمة لجميع الوظائف الخلوية.

عندما يقل الجلوكوز في الدم عن المعدل الطبيعي يتم تحويل الجليكوجين المخزن في الكبد إلى جلوكوز وفوسفات ثم في وجود انزيم فوسفاتيز الكبد يتحول إلى جلوكوز يسري في الدم. أما إذا نفد الجليكوجين المخزن في الكبد أيضا يتم تحويل الجليكوجين المخزن في العضلات إلى جلوكوز فوسفات ثم إلى فركتوز فوسفات ثم إلى فركتوز ثنائي فوسفات ثم جزيء ترايوز فوسفات ثم إلى حمض بيروفيك ثم إلى جزيء لاكتوز.

أكسدة الجلوكوز والمركبات المشتقة

تتأكسد ذرة الكربون رقم واحد لتصبح حمض الجلوكونيك أو قد تتأكسد ذرة الكربون رقم ستة وتعطي جلوكيورونيك وهذان الحمضان ينتميان إلى عائلة أحماض اليورونيك والتي تسمى بنوازع السموم الطبيعية.

يوجد حمض جلوكيورونيك ومصدره الميوسين بمخاط اللعاب في بعض الأنسجة وفائدته أنه يتحد مع بعض المركبات مثل المورفين والفينول الناتج من التعفن ليكون مركب يعرف بحمض فينيل جلوكيورونيك الذي يفرز مع البول.

إدخال مجموعة أمين NH2: تدخل مجموعة الأمين على ذرة الكربون رقم اثنين ومن الممكن ان يتم استبدال ذرة هيدروجين مجموعة الأمين بمجموعة الاستيل COCH3 لتعطي مركب أسيتيل جلوكوز أمين الذي يدخل في تكوين الكيتين بالهيكل الخارجي للمفصليات وبعض القشريات كالجمبري وبعض الحشرات كالخنافس.