בגופנו קיימים מאגרי גלוקוז – גליקוגן. הגליקוגן מאוחסן בעיקר בשרירים ובכבד. כמות קטנה מאוחסנת בכליות, אך כמות זו נחשבת לזניחה. כאשר גופנו צריך אנרגיה, הגליקוגן מתפרק למולקולות בודדות של גלוקוז.
ספיגת גלוקוז במערכת העיכול
היות וגלוקוז הינו חד סוכר, לא נדרש תהליך עיכול אלא ספיגה בלבד אל הדם. גלוקוז נספג במערכת העיכול בשני אופנים: ספיגה פסיבית - Facilitated Transport, אשר מתבצעת על פי מפל ריכוזים ואינה דורשת השקעת אנרגיה. ספיגה אקטיבית - Active Transport, על ידי נשא נתרן / גלוקוז Sodium – Glucose transporter תהליך אשר דורש השקעת אנרגיה.
לאחר ספיגת הגלוקוז במעי הדק, עוברות מולקולות הגלוקוז דרך מערכת הדם הפורטלית אל הכבד. בכבד גלוקוז עשוי להיאגר כגליקוגן או לשמש כחומר מוצא לייצור שומנים. מולקולות הגלוקוז שלא נקלטות על ידי תאי הכבד, ממשיכות לזרימת הדם ההיקפית, לשם ניצול על ידי רקמות הגוף.
מסלולים להפקת אנרגיה מגלוקוז:
המסלול האנאירובי – גליקוליזה
מסלול זה מפיק אנרגיה מגלוקוז ללא צורך בחמצן, הפקת האנרגיה הינה מהירה, אך אינה מנצלת את כל האנרגיה האצורה במולקולת הגלוקוז. תוצרי הגליקוליזה הינם לקטט או פירובט. לקטט אשר מיוצר בתנאים אנאירוביים עשוי לשמש כחומר מוצא לייצור גלוקוז, דרך מעגל קורי ותהליך הגלוקונאוגנזה.
צמחים מייצרים גלוקוז מ – CO2, חמצן ואנרגיית השמש. הגלוקוז המיוצר מאוחסן בצמח כעמילן. כאשר אנו אוכלים מזונות אשר מכילים עמילן כגון: לחם, אורז, תפו"א, פסטה, העמילן מפורק במערכת העיכול למולקולות בודדות של גלוקוז, אשר משמשות את הגוף כמקור לאנרגיה.
עמילן
עמילן - Starch הינו רב סוכר אשר בנוי מיחידות של גלוקוז אשר קשורות אחת לשניה בקשרים גליקוזידיים מסוג ( α ( 1-4 ו - ( α ( 1-6 .
גליקוגן - תרשים סכמטי
מלבד השימוש הישיר בגלוקוז כמקור לאנרגיה, גלוקוז משמש כחומר מוצא לייצור שומנים ופנטוזות – חד סוכרים בעלי חמישה פחמנים.
יצירת גלוקוז "מחדש" - גלוקונאוגנזה
גלוקונאוגנזה הינו מסלול מטבולי ליצירת גלוקוז ממספר מולקולות כגון: פירובט, לקטט, אלנין, חומצות אמינו גלוקוגניות נוספות, גלוטמט וגליצרול. התהליך מתרחש בעיקר בכבד – האיבר העיקרי לייצור כ 90% מהגלוקוז בתהליך זה. שרירי השלד, שריר הלב והמוח אחראיים לכ - 10% הנותרים.
המסלול האירובי - מעגל קרבס ותהליך הזרחון החמצוני מולקולות הפירובט שמתקבלות מתהליך הגליקוליזה עשויות לעבור מטבוליזם בתנאים "אירוביים" על יד הטמעת פחמניהפירובט במולקולות אצטיל קו – A והמשך מטבוליזם המסלול האירובי – מעגל קרבסותהליך הזרחון החמצוני, מנצל את כל האנרגיה האצורה בגלוקוז - 3.75 קק"ל.
ייצור דלק חליפי לגלוקוז - גופי קטון
בתנאים בהם תזונת האדם מכילה כמות פחמימות מספקת, גלוקוז מהווה את מקור האנרגיה העיקרי למוח ומערכת העצבים. בשני מצבים - צום ודיאטה קטוגנית, גוף האדם "עובר" שינוי מטבולי ליצירת דלק חליפי לגלוקוז. בתנאים בהם האדם נמצא בצום או שתזונת האדם עשירה בשומניםבחלבונים ועניה בפחמימות, מיוצרים גופי קטוןבכבד.
בתנאים בהם קיים מחסור בגלוקוז, מתקיים מחסור מקביל באוקסלואצטט. פעולתו התקינה של מעגל קרבס תלויה בדחיסת אוקסלואצטט עם מולקולת אצטיל קו – A. מחסור באוקסלואצטט יגרום למולקולות האצטיל קו אנזים – A להצטבר.
היפוגליקמיה הינה ירידה ברמת הגלוקוז בדם. ערכי הגלוקוז בדם אשר מוגדרים נורמליים הינם בין 72 – 99 מ"ג / דצ"ל בזמן צום ופחות מ – 140 מ"ג / דצ"ל כשעתיים לאחר ארוחה. ירידה ברמת הגלוקוז בדם מתחת ל – 54 מ"ג / דצ"ל עשויה להיות מצב מסכן חיים, מאחר וירידת רמת הגלוקוז בדם לערכים קריטיים עשויה לגרום לשיבוש פעולת המוח ומערכת העצבים. סימפטומים נלווים הינם: חולשה או תחושת עייפות, רעידות, הזעה, כְּאֵב רֹאשׁ, תחושת רעב, עצבנות, חוסר ריכוז, ראייה כפולה או מטושטשת ודופק מהיר. באדם הבריא מצב זה לרוב אינו מתקיים, מאחר וקיימים מנגנונים אשר מאזנים את רמת הגלוקוז בדם.
גלוקוז וסוכרת
גלוקוז מועבר אל תאי הגוף דרך נשאים – Glucose Transporters – GLUTS, חלק מנשאים אלו מושפעים מאינסולין – הורמון המיוצר על ידי הלבלב.
בחולי סוכרת העברת הגלוקוז אל התאים אינה תקינה, כתוצאה מכך, חלה עליה ברמת הגלוקוז בדם.
מחלת הסוכרת מאופיינת בשני מצבים עיקריים – האחד, סוכרת מסוג 1 – במצב זה הלבלב אינו מייצר אינסולין, השני, סוכרת מסוג 2 – במצב זה הלבלב מייצר אינסולין אך ישנה תנגודת לאינסולין אשר גורמת לירידה בכמות הגלוקוז אשר נכנסת אל תאי הגוף.
היפרגליקמיה – עליה ברמת הסוכר הגלוקוז בדם, גורמת לנזק לכלי הדם ולרקמות הגוף, לכן יש לטפל בסוכרת והגיע לאיזון הטוב ביותר האפשרי ברמת הגלוקוז בדם.
דחיסת אצטיל קו - A ויצירת אצטואציל קו -A הינה השלב הראשון בתהליך ייצור גופי הקטון: אצטואצטאט - Acetoacetate, אצטון - Acetone ובטא-הידרוקסי-בוטיראט - beta-Hydroxybutyrate.
גופי הקטון אינם מנוצלים בכבד ומופרשים לזרימת הדם הכללית. איברים שונים בניהם רקמת השריר ותאי רירית המעי יכולים לנצל את גופי הקטון כמקור לאנרגיה על ידי חמצונם למולקולות אצטיל קו – A.
חשיבותם של גופי הקטון בתנאים אלו באה לידי ביטוי בעיקר באספקת אנרגיה למוח. באדם הבריא, בתנאים "רגילים" בהם לא מוגבלת כמות הפחמימות מהתזונה, המוח מנצל גלוקוז כמקור הדלק העיקרי. בתנאים בהם קיים מחסור בפחמימות, המוח אינו יכול לנצל חומצות שומן כמקור לאנרגיה ותלוי באספקת גלוקוזוגופי קטון.
גלוקוז - Glucose
גלוקוז הינו חד סוכר בעל שישה פחמנים נוסחתו C6H12O6.
גלוקוז מוכר גם בשם דקסטרוז או סוכר ענבים.
גלוקוז הינו החד סוכר הנפוץ ביותר בטבע ומשמש כמקור אנרגיה לרוב האורגניזמים, מחיידקים, שמרים, חרקים, צמחים ובעלי חיים.
