Những điều bạn chưa biết về Glucose

Glucose

Glucose là đơn vị được tạo thành từ tinh bột, Cenllulose và Glycogen, có một vai trò đặc biệt trong tiến trình phát triển của sinh vật học. Glucose có nhiều nhóm hữu cơ, nhiều hơn bất cứ nhóm hữu cơ nào khác, có vai trò cực kỳ quan trọng như là nguồn năng lượng chính cho các tổ chức sống, cả cây cối và động vật.

Sự phát hiện thú vị

Glucose lần đầu tiên được chiết tách từ nho khô vào năm 1747 bởi Andreas Marggraf. Tên glucose do Jean Dumas đặt vào năm 1838, từ tên glycos của Hy Lạp (có nghĩa là đường hoặc sự ngọt ngào), và cấu trúc được khám phá bởi Emil Fischer trong thời gian chuyển giao giữa 2 thế kỷ. Thực tế, tên đầy đủ của glucose nói chung là D-(+)-glucose, và tên hóa học chính xác (sử dụng hệ thống đặt tên hệ IUPAC cho các phân tử hữu cơ) là (2R, 3S, 4R, 5R)-2,3,4,5,6-Pentahydroxyhexanol.

Cấu trúc hoán đổi vòng và chuỗi

Glucose có thể được xem như là một sự chiết xuất từ hexane (một chuỗi 6-carbon) với các nhóm -OH kết nối với mọi carbon ngoài trừ cái cuối cùng mà tồn tại như là một aldehyde carbonyl. Tuy nhiên, do chuỗi có sự linh hoạt nên có thể bao trùm thành vòng tròn cho đến 2 cái cuối cùng tái phản ứng cùng với nhau để hình thành một cấu trúc vòng. Như vậy, dung dịch Glucose có thể được xem như là một kết hợp thay đổi nhanh chóng của các vòng và các chuỗi, hoán đổi liên tục giữa 2 hình thức.

Chất đốt của tự nhiên

Glucose là một nguồn năng lượng có sẵn, do các phân tử carbon của nó được oxi hóa (đốt cháy) dễ dàng để hình thành Carbon dioxide, giải phóng nguồn năng lượng trong quá trình. Tuy nhiên, không như các chất đốt Hydrocarbon khác không tan trong nước, nhiều nhóm OH  trong Glucose cho phép nó sẵn sàng liên kết Hydrogen với các phân tử nước, tạo cho nó dễ dàng hòa tan trong nước. Điều này cho phép các chất đốt Glucose được vận chuyển một cách dễ dàng trong hệ thống sinh vật học, ví dụ như trong hệ thống mạch máu của động vật hoặc nhựa cây. Trong thực tiễn, người lớn trung bình có 5-6 gram Glucose trong máu (khoảng 1 thìa cà phê) mà sẽ cung cấp nguồn năng lượng cần thiết cho khoảng 15 phút, sau đó mức độ phải được bổ sung từ các phức hợp được dự trữ trong gan. Bởi vì glucose được tìm thấy trong những trái cây chín, mật hoa, lá, nhựa cây và máu, theo thời gian nó được đặt cho nhiều tên phổ biến khác nhau như: đường tinh bột, đường máu, đường nho và đường ngô.

Glucose
Glucose có cấu trúc đặc biệt với cấu trúc chuỗi, vòng hoán đổi liên tục.

Liên kết chuỗi

Glucose được gọi là một Monosaccharide, do nó được tạo nên từ một đơn vị duy nhất, nhưng có khả năng liên kết các đơn vị đường riêng rẽ cùng nhau để hình thành một chuỗi. Cùng theo cách tương tự như vậy, các đơn vị monomer được liên kết để hình thành nên một Polymer dài. Nếu 2 đơn vị liên kết cùng nhau, chúng hình thành nên một Disaccharide, mà các đại diện của nó là Maltose (đường mạch nha), Lactose (đường sữa, được tìm thấy duy nhất trong sữa của động vật có vú), và Sucrose (đường cát, đường mía, đường củ cải).

Polysaccharides – Tinh bột, Cenllulose và Glycogen

Glucose có khả năng liên kết 3 đơn vị cùng với nhau để hình thành nên Trisaccharides, hoặc 4 để tạo nên Tetrasaccharides hoặc một số lượng lớn để tạo nên Polysaccharides. Các hydrat-carbon phức hợp này là các Polymer mà được sử dụng cho cả dự trữ năng lượng và như phần của của các mô cấu trúc của các tổ chức hữu cơ sống. Một ví dụ là tinh bột, là hình thức dự trữ của Glucose được sử dụng bởi thực vật. Nó được tìm thấy trong những hột nhỏ ở trong lá, rễ và hạt của chúng.

Tinh bột tự nhiên là sự kết hợp của 2 loại Polysaccharides, Amylose và Amylopectin. Amylose là một chuỗi dài, lớn (trọng lượng phân tử 150.000-600.000), các đơn vị Glucose của chúng được kết nối bởi các liên kết α, 1:4.

Mặt khác, Amylopectin (trọng lượng phân tử 1-6 triệu), bao gồm nhiều chuỗi Amylose được kết nối cùng nhau để tạo nên cấu trúc phân nhánh cao. Phân nhánh xảy ra với mỗi đơn vị từ 20-24 Glucose và là kết quả của các liên kết α, 1:6 giữa các đơn vị Glucose.

Glycogen là phân tử Polymeric được sử dụng để lưu trữ Glucose trong động vật. Nó chiếm khoảng 5% trọng lượng của gan và 0,5% trọng lượng của cơ trong cơ thể. Cấu trúc của Glycogen giống với Amylopectin, trong đó, nó là một phân tử phân nhánh cao chứa các chuỗi thẳng của các đơn vị Glucose được kết nối bởi các liên kết α, 1:4. Sự phân nhánh từ các liên kết α, 1:6 ở trong Glycogen nhiều hơn ở trong Amylopectin, xảy ra trong mọi đơn vị 8-12 Glucose. Khi chúng ta ăn, Glucose đi từ điểm suy yếu của Carbohydrates đi vào mạch máu. Nếu một số lượng lớn Glucose vẫn còn ở trong máu, cân bằng thấm; giữa máu và dịch tế bào sẽ bị gián đoạn và các tế bào sẽ bị hư hại. Tuy nhiên, điều này không xảy ra, do Glucose không ở trong mạch máu, mà thay vào đó được biến đổi thành Glycogen ở trong gan. Phân tử Glycogen phân nhánh, lớn rất phù hợp cho dự trữ do không thể hòa tan và không thể thẩm thấu qua các màng tế bào. Sau đó, khi mức độ Glucose ở trong máu giảm xuống khi nó được sử dụng để kích thích các hoạt động tế bào, Glycogen dần dần vụn vỡ trở lại các đơn vị Glucose, rồi tái đi lại máu để thay thế những gì đã mất.

Cellulose là Polymer glucose khác (trọng lượng phân tử 150.000-1 triệu) được tìm thấy trong các thành tế bào của thực vật. Hơn 50% các vật chất hữu cơ tổng thể trên thế giới là cellulose. Ví dụ, gỗ có khoảng 50% Cellulose và cotton có gần 100% Cellulose. Nó là một phân tử dài cứng, mạnh và những đặc điểm này cho phép nó được sử dụng như là sự trợ giúp cấu trúc chủ yếu cho thực vật. Các đơn vị Glucose được giữ chặt cùng với nhau lần nữa bằng các liên kết, nhưng lúc này, các đơn vị Glucose thứ hai được lật qua. Những liên kết này được gọi là các liên kết β, 1:4 và cơ thể con người không sở hữu các enzyme cần thiết để phá vỡ liên kết này. Theo đó, bất kỳ Cellulose nào mà chúng ta ăn thông qua đường tiêu hóa đều không được hấp thụ và chúng hoạt động như những chất xơ. Cỏ nuôi động vật, như bò, tuy nhiên có thể tiêu hóa Cellulose, do chúng có dạ dày phụ để chứa cỏ trong khoảng thời gian dài, và trong khi đó cỏ được phân hủy bởi các vi khuẩn đặc biệt.

Mặt khác, Amylopectin (phân tử nặng 1-6 triệu), bao gồm nhiều chuỗi Amylose kết hợp cùng với nhau để hình thành một cấu trúc nhánh ở mức độ cao. Các nhánh xuất hiện trong mỗi đơn vị từ 20-24 glucose và là kết quả của liên kết α, 1:6 giữa các đơn vị Glucose.

Glycogen là phân tử Polymeric được sử dụng để dự trữ Glucose ở động vật. Nó chiếm khoảng 50% trọng lượng của gan và 0,5% trọng lượng cơ trong cơ thể. Cấu trúc của Glycogen tương tự với amylopectin, trong đó, nó là một phân tử được chia nhánh lớn chứa các chuỗi thẳng của các đơn vị glucose được kết nối bởi các liên kết α, 1:4. Nhánh được tạo nên từ các liên kết α, 1:6 thường xảy ra nhiều hơn trong amylopectin, xảy ra ở các đơn vị từ 8-12 Glucose. Khi chúng ta ăn một bữa ăn, Glucose xuất phát từ sự suy yếu của carbohydrates đi vào mạch máu. Nếu một số lượng lớn Glucose vẫn còn ở trong máu, cân bằng thấm lọc giữa máu và các chất dịch tế bào sẽ bị gián đoạn và các tế bào sẽ bị hư hại. Tuy nhiên, điều này không xảy, do Glucose không duy trì trong mạch máu, mà thay vào đó được chuyển đổi thành Glycogen ở trong gan. Phân tử Glycogen được phân nhánh, lớn là thích hợp cho lưu trữ bởi vì nó không thể hòa tan và không thể thấm qua các màng tế bào. Sau đó, khi nồng độ glucose trong máu giảm xuống trong khi được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các hoạt động tế bào, Glycoogen là dần suy yếu dần thành các đơn vị Glucose mà tái đi vào máu để thay thế những gì đã mất.

Cellulose là Polymer glucose khác (trọng lượng phân tử 150.000-1 triệu) được tìm thấy trong các thành tế báo của thực vật. Hơn 50% của các vật chất hữu cơ tổng thể trên thế giới là Cellulose. Ví dụ, gỗ khoảng 50% Cellulose, và cotton gần như 100% Cellulose.

Dược Sĩ. Vũ Ngọc Linh

BẠN CẦN TƯ VẤN?

Hãy để lại thông tin cho chúng tôi để được các chuyên gia hỗ trợ nhé!


Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

 
hotline