Glucose ist ein Monosaccharid und der primäre Metabolit für die Energieproduktion im Körper. Komplexe Kohlenhydrate werden schließlich im Verdauungssystem in Glukose und andere Monosaccharide wie Fructose oder Galactose vor der Absorption im Dünndarm abgebaut; Natürlich ist Insulin für die Aufnahme von Glukose durch die Darmzellen nicht erforderlich., Glukose wird durch einen aktiven, energiebedürftigen Prozess, der ein spezifisches Transportprotein beinhaltet und eine gleichzeitige Aufnahme von Natriumionen erfordert, in die Zellen transportiert.
Im Blutkreislauf wird die Glukosekonzentration durch Hormone wie Insulin, Cortisol und Glucagon streng reguliert, die den Glukoseeintritt in Zellen regulieren und verschiedene Stoffwechselprozesse wie Glykolyse, Glukoneogenese und Glykogenolyse beeinflussen. Glukose gelangt über einen erleichterten Transport in die Zellen, vermittelt durch Glukosetransporterrezeptoren (GLUT)., Diese Rezeptoren zeigen Gewebespezifität; Zum Beispiel sind GLUT-4-Rezeptoren in Muskel-und Fettgewebe vorhanden und benötigen Insulin für den Glukosetransport. GLUT-1-Rezeptoren transportieren Glukose über die Blut-Hirn-Schranke. Die seltene genetische Erkrankung GLUT-1-Rezeptor-Mangel manifestiert sich mit einer Vielzahl von neurologischen Defiziten wie refraktäre Epilepsie, Entwicklungsverzögerung und Dyskinesie.,
Die biochemische Hauptreaktion unter Verwendung von Glukose als Substrat ist die Glykolyse, die von allen Geweben zum Abbau von Glukose verwendet wird, Energie in Form von Adenosintriphosphat (ATP) liefert und Zwischenprodukte für andere Stoffwechselwege produziert. Da praktisch alle Zucker letztendlich in Glukose umgewandelt werden können, dient die Glykolyse als Drehscheibe des Kohlenhydratstoffwechsels. In Zellen mit Mitochondrien und einer ausreichenden Sauerstoffversorgung tritt Pyruvat über eine als aerobe Glykolyse bekannte 10-Reaktionsreihe als Endprodukt der Glykolyse auf., Pyruvat wird anschließend durch oxidative Decarboxylierung in Acetyl-Coenzym A (Acetyl-CoA), den Hauptbrennstoff für den Zitronensäurekreislauf, umgewandelt. Alternativ wird Glukose einer anaeroben Glykolyse unterzogen, um Laktat zu bilden.
Glukosemessung
Glukose wird mit verschiedenen enzymatischen Methoden gemessen. Die von der American Association for Clinical Chemistry entwickelte Hexokinase/Glucose-6-Phosphat-Dehydrogenase (G6PD) – Methode wurde als Referenzmethode für die Glukosebestimmung akzeptiert., Andere Methoden umfassen die Kupferreduktionsmethode (modifizierte Folinase), die O-Toluidinmethode, den Glukoseoxidase-Assay und die Glukoseoxidase-und Peroxidase-Methode (GOD-POD).
Hexokinase / G6PD Methode
Die Hexokinase / G6PD Methode wird hier beschrieben, da sie am weitesten verbreitet ist. Glucose wird durch Hexokinase in Gegenwart von ATP phosphoryliert, um Glucose-6-phosphat zu bilden. Das Enzym G6PD wandelt Glucose-6-phosphat in 6-Phosphogluconat um, wobei Nicotinamidadenindinukleotid (NAD+) gleichzeitig zu NADH reduziert wird., Jeder Mikromol Glukose verbraucht produziert einen Mikromol NADH. Absorbierendes Licht bei 340 nm, NADH kann durch spektrophotometrische Erkennung erhöhter Absorption identifiziert werden.
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Bei gesunden Personen wird der Blutzuckerspiegel in einem engen Bereich sorgfältig aufrechterhalten, was auf ein komplexes Zusammenspiel mehrerer Hormone zurückzuführen ist, die auf biochemische Reaktionen wie Glykolyse und Glykogenolyse einwirken. Daher ist eine Variation des Blutzuckers oft eine Manifestation einer Krankheit, wie beim Auftreten von Hypoglykämie bei Leberversagen., Es besteht auch Interesse an der Beobachtung, dass Hyperglykämie eine entzündungsfördernde Erkrankung sein kann, die Leukozytose fördert.
Um einen möglichen Zusammenhang zwischen Diabetes und Venenthrombose aufzuklären, zeigte eine Studie von van der Toom et al., dass Unregelmäßigkeiten im Glukosestoffwechsel mit erhöhten Gerinnungsfaktorniveaus verbunden sind. Die Forscher berichteten, dass Personen mit gestörter oder hoher Nüchternglukose oder Diabetes mellitus im Vergleich zu Studienteilnehmern mit normalem Glukosestoffwechsel höhere Durchschnittswerte der Faktoren VIII, IX und XI aufwiesen., Die Unterschiede in diesen Faktor Ebenen waren die größten zwischen Personen mit hoher Nüchternblutzucker und diejenigen mit normalem Glukosestoffwechsel.