Glucose
Kohlenhydrate MonosaccharideDie Glucose ist ein Monosaccharid, das zur Stoffgruppe der Kohlenhydrate gehört. Sie kommt in zahlreichen Lebensmitteln vor und ist auch ein Bestandteil der Stärke, der Cellulose und des Haushaltszuckers (Saccharose). Im Stoffwechsel spielt die Glucose eine fundamental wichtige Rolle als Substrat für die Energiegewinnung, für die Synthese des Energieträgers ATP und für die Synthese zahlreicher Stoffwechselprodukte. In der Pharmazie und Medizin wird sie unter anderem als Süssungsmittel, als Stärkungsmittel, für die parenterale Ernährung und für die Behandlung einer Unterzuckerung (Hypoglykämie) verwendet. Der übermässige Konsum kann die Entstehung von Übergewicht und Karies fördern.synonym: D-Glucose, Glucosum, Glucosum anhydricum PhEur, Glucosum monohydricum PhEur, Glukose, Dextrose, Dextrosum, Traubenzucker, Glc
ProdukteDie Glucose ist in zahlreichen Arzneimitteln, Medizinprodukten, in Nahrungsergänzungsmitteln und in zahllosen natürlichen und verarbeiteten Lebensmitteln enthalten (z.B. Brot, Teigwaren, Süssigkeiten, Kartoffeln, Reis, Früchte). Als Reinsubstanz ist sie als Pulver in Arzneibuchqualität in Apotheken und Drogerien erhältlich.
Struktur und EigenschaftenDie D-Glucose (C6H12O6, Mr = 180.16 g/mol) ist ein Kohlenhydrat, das zu den Monosacchariden (Einfachzuckern) und zu den Aldohexosen (Aldehyd, C6-Zucker) gehört. Sie liegt als weisses, kristallines Pulver mit einem süssen Geschmack vor und ist in Wasser leicht löslich. Häufig verwendet wird auch Glucose-Monohydrat (· 1 H2O), welches ein Molekül Wasser enthält.
Die Glucose wird in der Regel aus Stärken durch eine enzymatische oder saure Hydrolyse gewonnen. Vor allem für Lebensmittel wird auch der Glucosesirup zugesetzt, eine wässrige und dickflüssige Lösung, die aus Stärke hergestellt wird und neben der Glucose auch Oligo- und Polysaccharide enthalten kann.
Die Glucose ist eine natürliche Substanz, die zum Beispiel in süssen Früchten wie den Trauben und im Honig vorkommt. Der Haushaltszucker (Saccharose) besteht aus einem Molekül Glucose, das an eine Fructose (Fruchtzucker) gebunden ist. Im Milchzucker ist sie mit der Galactose gebunden. Die Maltose ist ein Disaccharid mit zwei Glucose-Molekülen. Oligosaccharide wie Maltodextrin sind aus wenigen und Polysaccharide wie die Stärke und das Glykogen sind aus hunderten bis zehntausenden Glucoseeinheiten aufgebaut, die untereinander verbunden sind. Am häufigsten kommt die Glucose in Pflanzen in der Cellulose vor, die für den Menschen allerdings unverdaulich ist.
Struktur der Cellulose und verwandten Verbindungen, zum Vergrössern anklicken. Illustration © PharmaWiki
WirkungenIm menschlichen Körper spielt die Glucose eine zentrale Rolle für die Energiegewinnung und die Synthese des Energieträgers Adenosintriphosphat (ATP) sowie als Substrat für die Biosynthese zahlreicher Stoffwechselprodukte (z.B. Fettsäuren, Lipide, Aminosäuren, Kohlenhydrate, Neurotransmitter). Dies im Rahmen der Glykolyse (Glucoseabbau), des Citratzyklus und der Atmungskette in den Mitochondrien. Bei der Glykolyse entsteht Pyruvat, das für die Biosynthesen wichtig ist.
In Form des polymeren Glykogens wird die Glucose ferner auch als Kohlenhydrat- und Energiespeicher verwendet und dazu zum Beispiel in der Leber gespeichert. Und schliesslich kann der Körper mithilfe der Gluconeogenese (Glucoseneubildung) auch selbst Glucose herstellen. Dies ist erforderlich, weil die Konzentration im Blut immer aufrecht erhalten werden muss. So ist das Gehirn auf eine kontinuierliche Zufuhr angewiesen und verbraucht über 120 g pro Tag. Fällt der Blutzuckerwert zum Beispiel aufgrund einer Insulinüberdosis stark ab, entsteht eine gefährliche Hypoglykämie (Unterzuckerung).
Umgekehrt führt eine zu hohe Glucosekonzentration im Blut, welche von einem Insulinmangel und einer Insulinresistenz verursacht wird, zur Zuckerkrankheit Diabetes mellitus. Man spricht von einer Hyperglykämie. Der Blutzuckerwert wird unter anderem von den Hormonen Insulin und Glucagon reguliert.
Die Glucose im Körper stammt also vorwiegend aus drei Quellen. Erstens aus der Nahrung, zweitens vom Abbau des Glykogens (Glykogenolyse) und drittens von der Glucoseneubildung (Gluconeogenese).
Zu den pharmazeutischen, medizinischen und lebensmitteltechnologischen Anwendungsgebieten der Glucose gehören (Auswahl):
- Als Süssungsmittel, als Süssigkeit, Geschmackskorrigens und Konservierungsmittel.
- Als Stärkungsmittel.
- In Infusionslösungen unter anderem für die Zufuhr von Kohlenhydraten und für die parenterale Ernährung.
- Für die Behandlung von Durchfall und Erbrechen in Form der oralen Rehydratationslösung.
- Für die Behandlung einer Hypoglykämie (Unterzuckerung).
Die Ernährungsgesellschaften empfehlen, etwa 50% des täglichen Energiebedarfs mit Kohlenhydraten zu decken. Dazu gehören auch andere Vertreter aus dieser Gruppe.
Unerwünschte WirkungenDie Glucose ist lebensnotwendig und nicht per se ungesund. Sie hat allerdings einen hohen Brennwert und kann bei einem übermässigen Konsum, insbesondere auch in Form der Saccharose, zur Entstehung von Übergewicht, Fettleibigkeit und Folgeerkrankungen beitragen, weil sie im Stoffwechsel zu Fettsäuren metabolisiert werden kann. Sie fördert auch die Entstehung von Karies.
siehe auchKohlenhydrate, Saccharose, Diabetes, Glucosesirup, Amylasen, Blutzucker, Glykogen
Literatur- Arzneimittel-Fachinformation (CH)
- Europäisches Arzneibuch PhEur
- Fachbücher der Biochemie
- Lexika der Lebensmitteltechnologie
- Lexika der Pharmakotherapie
- Mergenthaler P., Lindauer U., Dienel G.A., Meisel A. Sugar for the brain: the role of glucose in physiological and pathological brain function. Trends Neurosci, 2013, 36(10), 587-97 Pubmed
- Sicherheitsdatenblatt
Interessenkonflikte: Keine / unabhängig. Der Autor hat keine Beziehungen zu den Herstellern und ist nicht am Verkauf der erwähnten Produkte beteiligt.
Weitere Informationen