Glucose

Numéro CAS : 50-99-7
Numéro CE : 200-075-1

Le glucose est un sucre simple de formule moléculaire C6H12O6.
Le glucose est le monosaccharide le plus abondant, une sous-catégorie de glucides.
Le glucose est principalement fabriqué par les plantes et la plupart des algues lors de la photosynthèse à partir de l'eau et du dioxyde de carbone, en utilisant l'énergie de la lumière du soleil, où il est utilisé pour fabriquer de la cellulose dans les parois cellulaires, le glucide le plus abondant au monde.

Dans le métabolisme énergétique, le glucose est la source d'énergie la plus importante dans tous les organismes.
Le glucose pour le métabolisme est stocké sous forme de polymère, dans les plantes principalement sous forme d'amidon et d'amylopectine, et chez les animaux sous forme de glycogène.
Le glucose circule dans le sang des animaux sous forme de sucre sanguin.
La forme naturelle du glucose est le d-glucose, tandis que le l-glucose est produit de manière synthétique en quantités relativement faibles et est de moindre importance [citation nécessaire].
Le glucose est un monosaccharide contenant six atomes de carbone et un groupe aldéhyde, et est donc un aldohexose.
La molécule de glucose peut exister sous une forme à chaîne ouverte (acyclique) ainsi qu'en anneau (cyclique).
Le glucose est d'origine naturelle et se trouve à l'état libre dans les fruits et d'autres parties des plantes.
Animaux de glucose, le glucose est libéré de la dégradation du glycogène dans un processus connu sous le nom de glycogénolyse.

Le glucose, en tant que solution de sucre par voie intraveineuse, figure sur la liste des médicaments essentiels de l'Organisation mondiale de la santé, les médicaments les plus sûrs et les plus efficaces nécessaires dans un système de santé.
Le glucose est également sur la liste en association avec le chlorure de sodium.
Histoire
Le glucose a été isolé pour la première fois à partir de raisins secs en 1747 par le chimiste allemand Andreas Marggraf.
Le glucose a été découvert dans les raisins par un autre chimiste allemand - Johann Tobias Lowitz en 1792, et distingué comme étant différent du sucre de canne (saccharose).
Le glucose est le terme inventé par Jean Baptiste Dumas en 1838, qui a prévalu dans la littérature chimique.
Friedrich August Kekulé a proposé le terme dextrose (du latin dexter = droit), car dans une solution aqueuse de glucose, le plan de la lumière polarisée linéairement est tourné vers la droite.
En revanche, le d-fructose (un cétohexose) et le l-glucose tournent la lumière polarisée linéairement vers la gauche.
La notation antérieure selon la rotation du plan de lumière polarisée linéairement (nomenclature d et l) a ensuite été abandonnée au profit de la notation d et l, qui fait référence à la configuration absolue du centre asymétrique le plus éloigné du groupe carbonyle , et en accord avec la configuration du d- ou du l-glycéraldéhyde.

Étant donné que le glucose est une nécessité fondamentale de nombreux organismes, une compréhension correcte de sa composition chimique et de sa structure a grandement contribué à l'avancement général de la chimie organique.
Cette compréhension s'est produite en grande partie à la suite des enquêtes d'Emil Fischer, un chimiste allemand qui a reçu le prix Nobel de chimie en 1902 pour ses découvertes.
La synthèse du glucose a établi la structure de la matière organique et a par conséquent formé la première validation définitive des théories de Jacobus Henricus van 't Hoff sur la cinétique chimique et les arrangements des liaisons chimiques dans les molécules carbonées.
Entre 1891 et 1894, Fischer a établi la configuration stéréochimique de tous les sucres connus et a correctement prédit les isomères possibles, en appliquant la théorie de Van 't Hoff des atomes de carbone asymétriques.
Les noms faisaient initialement référence aux substances naturelles. Leurs énantiomères ont reçu le même nom avec l'introduction de nomenclatures systématiques, prenant en compte la stéréochimie absolue (e.g. nomenclature Fischer, nomenclature d/l).

Pour la découverte du métabolisme du glucose, Otto Meyerhof a reçu le prix Nobel de physiologie ou médecine en 1922.
Hans von Euler-Chelpin a reçu le prix Nobel de chimie avec Arthur Harden en 1929 pour leurs "recherches sur la fermentation du sucre et leur part d'enzymes dans ce processus".
En 1947, Bernardo Houssay (pour sa découverte du rôle de l'hypophyse dans le métabolisme du glucose et des glucides dérivés) ainsi que Carl et Gerty Cori (pour leur découverte de la conversion du glycogène à partir du glucose) reçoivent le prix Nobel de Physiologie ou Médecine.
En 1970, Luis Leloir a reçu le prix Nobel de chimie pour la découverte de nucléotides de sucre dérivés du glucose dans la biosynthèse des glucides.
Propriétés chimiques
Le glucose forme des solides blancs ou incolores qui sont très solubles dans l'eau et l'acide acétique mais peu solubles dans le méthanol et l'éthanol.
Le glucose fond à 146 °C (295 °F) (α) et 150 °C (302 °F) (β) et se décompose à partir de 188 °C (370 °F) avec libération de divers produits volatils, laissant finalement un résidu de carbone.
Le glucose a un exposant de dissociation (pK) de 12,16 à 25˚C dans le méthanol et l'eau.

Avec six atomes de carbone, il est classé comme un hexose, une sous-catégorie des monosaccharides. Le d-glucose est l'un des seize stéréoisomères d'aldohexose.
L'isomère d du glucose, le d-glucose, également connu sous le nom de dextrose, est largement présent dans la nature, mais pas l'isomère l, le l-glucose.
Le glucose peut être obtenu par hydrolyse de glucides tels que le sucre de lait (lactose), le sucre de canne (saccharose), le maltose, la cellulose, le glycogène, etc. Le dextrose est couramment fabriqué commercialement à partir de fécule de maïs aux États-Unis et au Japon, à partir d'amidon de pomme de terre et de blé en Europe. , et de l'amidon de tapioca dans les régions tropicales.
Le processus de fabrication du glucose utilise l'hydrolyse par vapeur sous pression à pH contrôlé dans un jet suivie d'une dépolymérisation enzymatique supplémentaire.
Le glucose non lié est l'un des principaux ingrédients du miel.
Toutes les formes de glucose sont incolores et facilement solubles dans l'eau, l'acide acétique et plusieurs autres solvants.
Ils ne sont que peu solubles dans le méthanol et l'éthanol.

Structure et nomenclature

Mutarotation du glucose.
Le glucose est généralement présent sous forme solide sous forme de monohydrate avec un cycle pyrane fermé (dextrose hydraté).
Solution aqueuse de glucose, d'autre part, il s'agit d'une chaîne ouverte dans une faible mesure et est présent principalement sous forme de - ou β-pyranose, qui s'interconvertissent (voir mutarotation).
A partir de solutions aqueuses, les trois formes connues peuvent être cristallisées : l'α-glucopyranose, l'β-glucopyranose et l'β-glucopyranose hydraté.
Le glucose est un élément constitutif des disaccharides lactose et saccharose (sucre de canne ou de betterave), d'oligosaccharides tels que le raffinose et de polysaccharides tels que l'amidon et l'amylopectine, le glycogène ou la cellulose.
La température de transition vitreuse du glucose est de 31 °C et la constante de Gordon-Taylor (une constante déterminée expérimentalement pour la prédiction de la température de transition vitreuse pour différentes fractions massiques d'un mélange de deux substances) est de 4,5.

Le glucose peut exister à la fois sous forme de chaîne droite et sous forme d'anneau.
Le glucose sous forme de chaîne ouverte du glucose représente moins de 0,02 % des molécules de glucose dans une solution aqueuse.
Le reste du glucose est l'une des deux formes hémiacétal cycliques.
Dans sa forme à chaîne ouverte, la molécule de glucose a un squelette ouvert (par opposition à cyclique) non ramifié de six atomes de carbone, où C-1 fait partie d'un groupe aldéhyde (C=O)−.
Par conséquent, le glucose est également classé comme un aldose ou un aldohexose.
Le groupe aldéhyde fait du glucose un sucre réducteur donnant une réaction positive au test de Fehling.

De gauche à droite : projections de Haworth et structures en boule et en bâton des anomères α et du D-glucopyranose (rangée du haut) et du D-glucofuranose (rangée du bas)
Dans les solutions, la forme à chaîne ouverte du glucose (soit "D-" ou "L-") existe en équilibre avec plusieurs isomères cycliques, chacun contenant un cycle de carbones fermé par un atome d'oxygène.
En solution aqueuse, cependant, plus de 99% des molécules de glucose existent sous forme de pyranose.
La forme à chaîne ouverte du glucose est limitée à environ 0,25% et les formes furanose existent en quantités négligeables.
Les termes « glucose » et « D-glucose » sont également généralement utilisés pour ces formes cycliques.
Le cycle provient de la forme à chaîne ouverte par une réaction d'addition nucléophile intramoléculaire entre le groupe aldéhyde (en C-1) et le groupe hydroxyle C-4 ou C-5, formant une liaison hémiacétal, -C(OH)H- O−.

La réaction du glucose entre C-1 et C-5 donne un système hétérocyclique à six chaînons appelé pyranose, qui est un sucre monosaccharidique (d'où "-ose") contenant un squelette de pyrane dérivé.
La réaction du glucose (beaucoup plus rare) entre C-1 et C-4 donne un cycle furanose à cinq chaînons, nommé d'après l'éther furane cyclique.
Dans les deux cas, chaque carbone du cycle a un hydrogène et un hydroxyle attachés, à l'exception du dernier carbone (C-4 ou C-5) où l'hydroxyle est remplacé par le reste de la molécule ouverte (qui est -(C( CH2OH)HOH)-H ou -(CHOH)-H respectivement).
La réaction de cyclisation du glucose peut donner deux produits, notés "α-" et "β-". Lorsqu'une molécule de glucopyranose est dessinée dans la projection Haworth, la désignation "α-" signifie que le groupe hydroxyle attaché à C-1 et le Le groupe CH2OH en C-5 se trouve sur les côtés opposés du plan de l'anneau (un arrangement trans), tandis que "β-" signifie qu'ils sont du même côté du plan (un arrangement cis).
Par conséquent, l'isomère à chaîne ouverte D-glucose donne naissance à quatre isomères cycliques distincts : α-D-glucopyranose, -D-glucopyranose, -D-glucofuranose et -D-glucofuranose.
Ces cinq structures existent en équilibre et s'interconvertissent, et l'interconversion est beaucoup plus rapide avec la catalyse acide.

Le glucose, un autre isomère à chaîne ouverte, le L-glucose, donne également naissance à quatre formes cycliques distinctes de L-glucose, chacune étant l'image miroir du D-glucose correspondant.

Le cycle glucopyranose (α ou β) peut prendre plusieurs formes non planes, analogues aux conformations « chaise » et « bateau » du cyclohexane.
De même, le cycle glucofuranose peut prendre plusieurs formes, analogues aux conformations "enveloppes" du cyclopentane.

A l'état solide, seules les formes glucopyranose sont observées.

Certains dérivés du glucofuranose, tels que le 1,2-O-isopropylidène-d-glucofuranose sont stables et peuvent être obtenus purs sous forme de solides cristallins.
Par exemple, la réaction du α-D-glucose avec l'acide para-tolylboronique H3C−(C6H4)−B(OH)2 reforme le cycle pyranose normal pour donner l'ester quadruple α-D-glucofuranose-1,2∶3, 5-bis(p-tolylboronate).

Mutarotation

Mutarotation : les molécules de d-glucose existent sous forme d'hémiacétals cycliques épimères (= diastéréoisomères) les unes par rapport aux autres.
Le rapport glucoépimère :β est de 36:64. Dans le -D-glucopyranose (à gauche), le groupe hydroxy marqué en bleu est en position axiale au centre de l'anomère, tandis que dans le -D-glucopyranose (à droite), le groupe hydroxy marqué en bleu est en position équatoriale au centre anomérique.
La mutarotation consiste en une inversion temporaire de la réaction de formation du cycle, aboutissant à la forme à chaîne ouverte, suivie d'une reformation du cycle.
L'étape de fermeture du cycle du glucose peut utiliser un groupe -OH différent de celui recréé par l'étape d'ouverture (passant ainsi entre les formes pyranose et furanose), ou le nouveau groupe hémiacétal créé sur C-1 peut avoir la même maniabilité ou l'inverse de celui d'origine (passant ainsi entre les formes α et β).
Ainsi, bien que la forme à chaîne ouverte soit à peine détectable en solution, elle est un composant essentiel de l'équilibre.

La forme à chaîne ouverte est thermodynamiquement instable et s'isomérise spontanément en formes cycliques.
(Bien que la réaction de fermeture du cycle puisse en théorie créer des cycles à quatre ou trois atomes, ceux-ci seraient fortement sollicités et ne sont pas observés en pratique.) Dans les solutions à température ambiante, les quatre isomères cycliques s'interconvertissent sur une échelle de temps de quelques heures, dans un processus appelé mutarotation.
En partant de toutes proportions, le mélange converge vers un rapport stable de :β 36:64.
Le taux de glucose serait :β 11:89 s'il n'y avait pas l'influence de l'effet anomérique.
La mutarotation est considérablement plus lente à des températures proches de 0 °C (32 °F).

Activité optique
Que ce soit dans l'eau ou sous forme solide, le d-(+)-glucose est dextrogyre, ce qui signifie qu'il fera tourner la direction de la lumière polarisée dans le sens des aiguilles d'une montre en regardant vers la source lumineuse. L'effet est dû à la chiralité des molécules, et en effet l'isomère à image miroir, le l-(-)-glucose, est lévogyre (fait tourner la lumière polarisée dans le sens inverse des aiguilles d'une montre) de la même quantité.
La teneur en glucose de l'effet est différente pour chacun des cinq tautomères.

Notez que le préfixe d ne fait pas directement référence aux propriétés optiques du composé.
Le glucose indique que le centre chiral C-5 a la même maniabilité que celui du d-glycéraldéhyde (qui a été ainsi étiqueté parce qu'il est dextrogyre).
Le fait que le d-glucose soit dextrogyre est un effet combiné de ses quatre centres chiraux, pas seulement de C-5 ; et en effet certains des autres d-aldohexoses sont lévogyres.

La conversion du glucose entre les deux anomères peut être observée dans un polarimètre puisque le α-dglucose pur a un angle de rotation spécifique de +112,2°·ml/(dm·g), le β-D- glucose pur de +17,5°·ml/(dm ·g).
Lorsque l'équilibre a été atteint après un certain temps en raison de la mutarotation, l'angle de rotation est de +52,7°·ml/(dm·g).
En ajoutant un acide ou une base, cette transformation est beaucoup accélérée.
L'équilibrage du glucose a lieu via la forme aldéhyde à chaîne ouverte.

Isomérisation
Dans l'hydroxyde de sodium dilué ou d'autres bases diluées, les monosaccharides mannose, glucose et fructose s'interconvertissent (via une transformation de Lobry de Bruyn-Alberda-Van Ekenstein), de sorte qu'un équilibre entre ces isomères se forme.
La réaction du glucose se déroule via un énédiol :

Propriétés biochimiques
Métabolisme des monosaccharides courants et certaines réactions biochimiques du glucose
Le glucose est le monosaccharide le plus abondant.
Le glucose est également l'aldohexose le plus largement utilisé dans la plupart des organismes vivants.
Une explication possible à cela est que le glucose a une tendance plus faible que les autres aldohexoses à réagir de manière non spécifique avec les groupes amine des protéines.
La réaction du glucose - la glycation - altère ou détruit la fonction de nombreuses protéines, par ex. en hémoglobine glyquée.
Le faible taux de glycation du glucose peut être attribué à sa forme cyclique plus stable par rapport aux autres aldohexoses, ce qui signifie qu'il passe moins de temps qu'eux sous sa forme réactive à chaîne ouverte.
La raison du glucose pour laquelle le glucose a la forme cyclique la plus stable de tous les aldohexoses est que ses groupes hydroxy (à l'exception du groupe hydroxy sur le carbone anomérique du d-glucose) sont en position équatoriale.
Vraisemblablement, le glucose est le monosaccharide naturel le plus abondant car il est moins glyqué avec des protéines que les autres monosaccharides.
Une autre hypothèse est que le glucose, étant le seul d-aldohexose qui possède les cinq substituants hydroxy en position équatoriale sous forme de β-d-glucose, est plus facilement accessible aux réactions chimiques, : 194, 199  par exemple, pour l'estérification : 363  ou formation d'acétal.
Pour cette raison, le d-glucose est également un élément constitutif hautement préféré des polysaccharides naturels (glycanes). Les polysaccharides composés uniquement de glucose sont appelés glucanes.

Le glucose est produit par les plantes lors de la photosynthèse utilisant la lumière du soleil, l'eau et le dioxyde de carbone et peut être utilisé par tous les organismes vivants comme source d'énergie et de carbone.
Cependant, la plupart du glucose ne se présente pas sous sa forme libre, mais sous la forme de ses polymères, à savoir le lactose, le saccharose, l'amidon et d'autres substances de réserve d'énergie, ainsi que la cellulose et la chitine, qui sont des composants de la paroi cellulaire des plantes ou des champignons. et arthropodes, respectivement.
Ces polymères, lorsqu'ils sont consommés par des animaux, des champignons et des bactéries, sont dégradés en glucose à l'aide d'enzymes.
Tous les animaux sont également capables de produire eux-mêmes du glucose à partir de certains précurseurs en cas de besoin.
Les neurones, les cellules de la médullaire rénale et les érythrocytes dépendent du glucose pour leur production d'énergie.
Chez l'homme adulte, il y a environ 18 g de glucose, dont environ 4 g sont présents dans le sang.
Environ 180 à 220 g de glucose sont produits dans le foie d'un adulte en 24 heures.
De nombreuses complications à long terme du diabète (par exemple, cécité, insuffisance rénale et neuropathie périphérique) sont probablement dues à la glycation des protéines ou des lipides. En revanche, l'addition régulée par des enzymes de sucres aux protéines est appelée glycosylation et est essentielle au fonctionnement de nombreuses protéines.

Adoption
Le glucose ingéré se lie initialement au récepteur du goût sucré sur la langue chez l'homme.
Le complexe de glucose des protéines T1R2 et T1R3 permet d'identifier les sources alimentaires contenant du glucose.
Le glucose provient principalement des aliments – environ 300 g par jour sont produits par la conversion des aliments, mais il est également synthétisé à partir d'autres métabolites dans les cellules du corps.
Chez l'homme, la dégradation des polysaccharides contenant du glucose se produit en partie déjà pendant la mastication au moyen de l'amylase, qui est contenue dans la salive, ainsi que par la maltase, la lactase et la sucrase sur la bordure en brosse de l'intestin grêle.
Le glucose est un élément constitutif de nombreux glucides et peut être séparé d'eux à l'aide de certaines enzymes.
Les glucosidases, un sous-groupe des glycosidases, catalysent d'abord l'hydrolyse des polysaccharides contenant du glucose à longue chaîne, en éliminant le glucose terminal.
À leur tour, les disaccharides sont principalement dégradés par des glycosidases spécifiques en glucose.
Les noms de glucose des enzymes de dégradation sont souvent dérivés du poly- et du disaccharide particuliers; entre autres, pour la dégradation des chaînes polysaccharidiques, il existe des amylases (du nom de l'amylose, un composant de l'amidon), des cellulases (du nom de la cellulose), des chitinases (du nom de la chitine), et plus encore.
De plus, pour le clivage des disaccharides, il existe la maltase, la lactase, la sucrase, la tréhalase et autres. Chez l'homme, environ 70 gènes sont connus qui codent pour les glycosidases.
Ils ont des fonctions dans la digestion et la dégradation du glycogène, des sphingolipides, des mucopolysaccharides et du poly(ADP-ribose).
Les humains ne produisent pas de cellulases, de chitinases ou de tréhalases, mais les bactéries de la flore intestinale le font.

Glucose afin d'entrer ou de sortir des membranes cellulaires des cellules et des membranes des compartiments cellulaires, le glucose nécessite des protéines de transport spéciales de la grande superfamille des facilitateurs.
Glucose Dans l'intestin grêle (plus précisément dans le jéjunum), le glucose est absorbé dans l'épithélium intestinal à l'aide de transporteurs de glucose via un mécanisme de transport actif secondaire appelé symport ion sodium-glucose via le cotransporteur sodium/glucose 1 (SGLT1).
Un transfert supplémentaire se produit du côté basolatéral des cellules épithéliales intestinales via le transporteur de glucose GLUT2, ainsi que l'absorption dans les cellules hépatiques, les cellules rénales, les cellules des îlots de Langerhans, les neurones, les astrocytes et les tanycytes.
Le glucose pénètre dans le foie par la veine porte et y est stocké sous forme de glycogène cellulaire.
Glucose la cellule hépatique, il est phosphorylé par la glucokinase en position 6 pour former du glucose 6-phosphate, qui ne peut pas quitter la cellule.
Le glucose 6-phosphatase peut reconvertir le glucose 6-phosphate en glucose exclusivement dans le foie, afin que le corps puisse maintenir une concentration suffisante de glucose dans le sang.
Glucose d'autres cellules, l'absorption se fait par transport passif à travers l'une des 14 protéines GLUT.
Glucose les autres types de cellules, la phosphorylation se produit à travers une hexokinase, après quoi le glucose ne peut plus diffuser hors de la cellule.

Le transporteur de glucose GLUT1 est produit par la plupart des types cellulaires et est particulièrement important pour les cellules nerveuses et les cellules β pancréatiques. GLUT3 est fortement exprimé dans les cellules nerveuses.
Le glucose de la circulation sanguine est absorbé par le GLUT4 des cellules musculaires (du muscle squelettique et du muscle cardiaque) et des cellules graisseuses. GLUT14 est exprimé exclusivement dans les testicules.
L'excès de glucose est décomposé et converti en acides gras, qui sont stockés sous forme de triglycérides.
Le glucose dans les reins, le glucose dans l'urine est absorbé via SGLT1 et SGLT2 dans les membranes cellulaires apicales et transmis via GLUT2 dans les membranes cellulaires basolatérales.
Environ 90 % de la réabsorption rénale du glucose se fait via SGLT2 et environ 3 % via SGLT1.
Biosynthèse
Articles détaillés : néoglucogenèse et glycogénolyse
Chez les plantes et certains procaryotes, le glucose est un produit de la photosynthèse.
Le glucose est également formé par la dégradation de formes polymériques de glucose comme le glycogène (chez les animaux et les champignons) ou l'amidon (chez les plantes).
Le clivage du glycogène est appelé glycogénolyse, le clivage de l'amidon est appelé dégradation de l'amidon.

La voie métabolique du glucose qui commence par des molécules contenant deux à quatre atomes de carbone (C) et se termine par la molécule de glucose contenant six atomes de carbone est appelée gluconéogenèse et se produit dans tous les organismes vivants.
Les matières premières plus petites sont le résultat d'autres voies métaboliques.
En fin de compte presque toutes les biomolécules proviennent de l'assimilation du dioxyde de carbone dans les plantes lors de la photosynthèse :
L'énergie libre de formation du -d-glucose est de 917,2 kilojoules par mole : 59  Chez l'homme, la néoglucogenèse se produit dans le foie et les reins, mais aussi dans d'autres types cellulaires.
Glucose Le foie environ 150 g de glycogène sont stockés, dans le muscle squelettique environ 250 g.
Cependant, le glucose libéré dans les cellules musculaires lors du clivage du glycogène ne peut pas être délivré à la circulation car le glucose est phosphorylé par l'hexokinase et une glucose-6-phosphatase n'est pas exprimée pour éliminer le groupe phosphate.
Contrairement au glucose, il n'y a pas de protéine de transport pour le glucose-6-phosphate.
La néoglucogenèse permet à l'organisme d'accumuler du glucose à partir d'autres métabolites, dont le lactate ou certains acides aminés, tout en consommant de l'énergie.
Les cellules tubulaires rénales peuvent également produire du glucose.

Le glucose peut également être trouvé en dehors des organismes vivants dans l'environnement ambiant.
Les concentrations de glucose dans l'atmosphère sont détectées par la collecte d'échantillons par avion et sont connues pour varier d'un endroit à l'autre.
Par exemple, les concentrations de glucose dans l'air atmosphérique de la Chine intérieure vont de 0,8 à 20,1 pg/l, tandis que les concentrations de glucose de la côte est de la Chine vont de 10,3 à 142 pg/l.

Dégradation du glucose

Métabolisme du glucose et diverses formes de celui-ci dans le processus
Les composés contenant du glucose et les formes isomères sont digérés et absorbés par l'organisme dans les intestins, notamment l'amidon, le glycogène, les disaccharides et les monosaccharides.
Le glucose est stocké principalement dans le foie et les muscles sous forme de glycogène.
Le glucose est distribué et utilisé dans les tissus sous forme de glucose libre.
Articles détaillés : voie de la glycolyse et des pentoses phosphates
Chez l'homme, le glucose est métabolisé par la glycolyse et la voie des pentoses phosphates.
La glycolyse est utilisée par tous les organismes vivants, : 551 avec de petites variations, et tous les organismes génèrent de l'énergie à partir de la décomposition des monosaccharides.
Le glucose au cours de la suite du métabolisme, il peut être complètement dégradé via la décarboxylation oxydative, le cycle de l'acide citrique (synonyme cycle de Krebs) et la chaîne respiratoire en eau et dioxyde de carbone.
Glucose il n'y a pas assez d'oxygène disponible pour cela, la dégradation du glucose chez les animaux se produit en anaérobie vers le lactate via la fermentation lactique et libère moins d'énergie.
Le lactate musculaire pénètre dans le foie par la circulation sanguine chez les mammifères, où se produit la néoglucogenèse (cycle de Cori).
Avec un apport élevé en glucose, le métabolite acétyl-CoA du cycle de Krebs peut également être utilisé pour la synthèse des acides gras.
Le glucose est également utilisé pour reconstituer les réserves de glycogène du corps, qui se trouvent principalement dans le foie et les muscles squelettiques. Ces processus sont régulés hormonalement.

Glucose d'autres organismes vivants, d'autres formes de fermentation peuvent se produire.
La bactérie Escherichia coli peut se développer sur des milieux nutritifs contenant du glucose comme seule source de carbone :
Le glucose de certaines bactéries et, sous forme modifiée, également chez les archées, le glucose est dégradé via la voie Entner-Doudoroff.

L'utilisation du glucose comme source d'énergie dans les cellules se fait soit par la respiration aérobie, la respiration anaérobie ou la fermentation.
Glucose La première étape de la glycolyse est la phosphorylation du glucose par une hexokinase pour former du glucose 6-phosphate.
La principale raison de la phosphorylation immédiate du glucose est d'empêcher sa diffusion hors de la cellule, car le groupe phosphate chargé empêche le glucose 6-phosphate de traverser facilement la membrane cellulaire.
De plus, l'ajout du groupe phosphate à haute énergie active le glucose pour une décomposition ultérieure dans les étapes ultérieures de la glycolyse.
Dans des conditions physiologiques, cette réaction initiale est irréversible.

Dans la respiration anaérobie, une molécule de glucose produit un gain net de deux molécules d'ATP (quatre molécules d'ATP sont produites pendant la glycolyse par phosphorylation au niveau du substrat, mais deux sont requises par les enzymes utilisées pendant le processus).
Dans la respiration aérobie, une molécule de glucose est beaucoup plus rentable dans la mesure où une production nette maximale de 30 ou 32 molécules d'ATP (selon l'organisme) par phosphorylation oxydative est générée.

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Les cellules tumorales se développent souvent relativement rapidement et consomment une quantité supérieure à la moyenne de glucose par glycolyse, ce qui conduit à la formation de lactate, le produit final de la fermentation chez les mammifères, même en présence d'oxygène.
L'effet glucose est appelé effet Warburg. Pour l'absorption accrue de glucose dans les tumeurs, divers SGLT et GLUT sont produits en excès.

Dans la levure, l'éthanol est fermenté à des concentrations élevées de glucose, même en présence d'oxygène (ce qui conduit normalement à la respiration mais pas à la fermentation).
L'effet glucose est appelé effet Crabtree.

Le glucose peut également se dégrader pour former du dioxyde de carbone par des moyens abiotiques.
Il a été démontré expérimentalement que cela se produit par oxydation et hydrolyse à 22 °C et à un pH de 2,5.

Source d'énergie

Diagramme montrant les intermédiaires possibles dans la dégradation du glucose ; Voies métaboliques orange : glycolyse, vert : voie d'Entner-Doudoroff, phosphorylante, jaune : voie d'Entner-Doudoroff, non phosphorylée
Le glucose est un carburant omniprésent en biologie.
Le glucose est utilisé comme source d'énergie dans les organismes, des bactéries aux humains, par la respiration aérobie, la respiration anaérobie (chez les bactéries) ou la fermentation.
Le glucose est la principale source d'énergie du corps humain, grâce à la respiration aérobie, fournissant environ 3,75 kilocalories (16 kilojoules) d'énergie alimentaire par gramme.
La décomposition des glucides (par exemple, l'amidon) donne des mono- et des disaccharides, dont la plupart sont du glucose.
Par la glycolyse et plus tard dans les réactions du cycle de l'acide citrique et de la phosphorylation oxydative, le glucose est oxydé pour finalement former du dioxyde de carbone et de l'eau, produisant de l'énergie principalement sous forme d'ATP.
La réaction glucose-insuline et d'autres mécanismes régulent la concentration de glucose dans le sang.
Glucose La valeur calorique physiologique du glucose, selon la source, est respectivement de 16,2 kilojoules par gramme et de 15,7 kJ/g (3,74 kcal/g).
La haute disponibilité du glucose en glucides à partir de la biomasse végétale a conduit à une variété de méthodes au cours de l'évolution, en particulier chez les micro-organismes, pour utiliser l'énergie et le stockage du carbone du glucose.
Il existe des différences dans lesquelles le produit final ne peut plus être utilisé pour la production d'énergie.
La présence de gènes individuels et de leurs produits géniques, les enzymes, déterminent les réactions possibles.
La voie métabolique de la glycolyse est utilisée par presque tous les êtres vivants.
Une différence essentielle dans l'utilisation de la glycolyse est la récupération du NADPH en tant que réducteur de l'anabolisme qui devrait autrement être généré indirectement.

Le glucose et l'oxygène fournissent presque toute l'énergie du cerveau, de sorte que sa disponibilité influence les processus psychologiques.
Lorsque la glycémie est basse, les processus psychologiques nécessitant un effort mental (par exemple, la maîtrise de soi, la prise de décision avec effort) sont altérés.
Dans le cerveau, qui dépend du glucose et de l'oxygène comme principale source d'énergie, la concentration de glucose est généralement de 4 à 6 mM (5 mM équivaut à 90 mg/dL),[40] mais diminue à 2 à 3 mM à jeun.
La confusion se produit en dessous de 1 mM et le coma à des niveaux inférieurs.
Le glucose dans le sang est appelé sucre dans le sang.
Les niveaux de sucre dans le sang sont régulés par les cellules nerveuses de liaison du glucose dans l'hypothalamus.
De plus, le glucose dans le cerveau se lie aux récepteurs du glucose du système de récompense dans le noyau accumbens.
La liaison du glucose au récepteur sucré de la langue induit une libération de diverses hormones du métabolisme énergétique, soit par le glucose, soit par d'autres sucres, entraînant une augmentation de l'absorption cellulaire et une baisse de la glycémie.
Les édulcorants artificiels ne font pas baisser le taux de sucre dans le sang.

La teneur en sucre dans le sang d'une personne en bonne santé à jeun de courte durée, par ex. après une nuit de jeûne, est d'environ 70 à 100 mg/dL de sang (4 à 5,5 mM).
Dans le plasma sanguin, les valeurs mesurées sont environ 10 à 15 % plus élevées.
De plus, les valeurs dans le sang artériel sont supérieures aux concentrations dans le sang veineux puisque le glucose est absorbé dans les tissus lors du passage du lit capillaire de glucose.
Également dans le sang capillaire, qui est souvent utilisé pour la détermination de la glycémie, les valeurs sont parfois plus élevées que dans le sang veineux. La teneur en glucose du sang est régulée par les hormones insuline, incrétine et glucagon.
L'insuline abaisse le taux de glucose, le glucagon l'augmente.
De plus, les hormones adrénaline, thyroxine, glucocorticoïdes, somatotrophine et adrénocorticotrophine entraînent une augmentation du taux de glucose.
Le glucose est également une régulation indépendante des hormones, appelée autorégulation du glucose.
Après la prise de nourriture, la concentration de sucre dans le sang augmente. Les valeurs supérieures à 180 mg/dL dans le sang total veineux sont pathologiques et sont appelées hyperglycémie, les valeurs inférieures à 40 mg/dL sont appelées hypoglycémie.
Si nécessaire, le glucose est libéré dans la circulation sanguine par la glucose-6-phosphatase à partir du glucose-6-phosphate provenant du glycogène du foie et des reins, régulant ainsi l'homéostasie de la concentration de glucose dans le sang.
Chez les ruminants, la concentration de glucose dans le sang est plus faible (60 mg/dL chez les bovins et 40 mg/dL chez les ovins), car les glucides sont davantage convertis par leur flore intestinale en acides gras à chaîne courte.

Une partie du glucose est convertie en acide lactique par les astrocytes, qui est ensuite utilisé comme source d'énergie par les cellules du cerveau ; une partie du glucose est utilisée par les cellules intestinales et les globules rouges, tandis que le reste atteint le foie, le tissu adipeux et les cellules musculaires, où il est absorbé et stocké sous forme de glycogène (sous l'influence de l'insuline).
Le glycogène des cellules hépatiques peut être converti en glucose et renvoyé dans le sang lorsque l'insuline est faible ou absente ; Le glycogène des cellules musculaires n'est pas renvoyé dans le sang en raison d'un manque d'enzymes.
Cellules graisseuses du glucose, le glucose est utilisé pour alimenter les réactions qui synthétisent certains types de graisses et ont d'autres objectifs.
Le glycogène est le mécanisme de « stockage d'énergie du glucose » du corps, car il est beaucoup plus « économe en espace » et moins réactif que le glucose lui-même.

En raison de son importance pour la santé humaine, le glucose est un analyte dans les tests de glycémie qui sont des tests sanguins médicaux courants.
Manger ou jeûner avant de prélever un échantillon de sang a un effet sur les analyses de glucose dans le sang; une glycémie élevée à jeun peut être un signe de prédiabète ou de diabète sucré.

L'indice glycémique est un indicateur de la vitesse de résorption et de conversion en taux de glucose sanguin à partir des glucides ingérés, mesuré comme l'aire sous la courbe des taux de glucose sanguin après consommation par rapport au glucose (le glucose est défini comme 100).
L'importance clinique de l'indice glycémique du glucose est controversée, car les aliments à haute teneur en matières grasses ralentissent la résorption des glucides et abaissent l'indice glycémique, par ex. crème glacée.
Un indicateur alternatif est l'indice d'insuline, mesuré comme l'impact de la consommation de glucides sur les niveaux d'insuline dans le sang.
La charge glycémique est un indicateur de la quantité de glucose ajoutée à la glycémie après consommation, basée sur l'index glycémique et la quantité de nourriture consommée.

Précurseur
Les organismes utilisent le glucose comme précurseur pour la synthèse de plusieurs substances importantes.
L'amidon, la cellulose et le glycogène ("amidon animal") sont des polymères de glucose courants (polysaccharides).
Certains de ces polymères (amidon ou glycogène) servent de réserves d'énergie, tandis que d'autres (cellulose et chitine, qui est fabriquée à partir d'un dérivé du glucose) ont des rôles structurels.
Les oligosaccharides de glucose combinés à d'autres sucres constituent d'importantes réserves d'énergie.
Ceux-ci comprennent le lactose, le sucre prédominant dans le lait, qui est un disaccharide glucose-galactose, et le saccharose, un autre disaccharide qui est composé de glucose et de fructose.
Le glucose est également ajouté à certaines protéines et lipides dans un processus appelé glycosylation.
Le glucose est souvent critique pour leur fonctionnement.
Les enzymes qui relient le glucose à d'autres molécules utilisent généralement du glucose phosphorylé pour alimenter la formation de la nouvelle liaison en la couplant à la rupture de la liaison glucose-phosphate.

Outre son utilisation directe en tant que monomère, le glucose peut être décomposé pour synthétiser une grande variété d'autres biomolécules.
Ceci est important, car le glucose sert à la fois de principale réserve d'énergie et de source de carbone organique.
Le glucose peut être décomposé et transformé en lipides.
Le glucose est également un précurseur pour la synthèse d'autres molécules importantes telles que la vitamine C (acide ascorbique).
Glucose Organismes vivants, le glucose est converti en plusieurs autres composés chimiques qui sont le matériau de départ de diverses voies métaboliques.
Parmi eux, tous les autres monosaccharides tels que le fructose (via la voie des polyols), le mannose (l'épimère du glucose en position 2), le galactose (l'épimère en position 4), le fucose, divers acides uroniques et les sucres aminés sont produits à partir du glucose.
En plus de la phosphorylation en glucose-6-phosphate, qui fait partie de la glycolyse, le glucose peut être oxydé lors de sa dégradation en glucono-1,5-lactone. Le glucose est utilisé chez certaines bactéries comme élément constitutif de la biosynthèse du tréhalose ou du dextrane et chez les animaux comme élément constitutif du glycogène.
Le glucose peut également être converti de la xylose isomérase bactérienne en fructose.
De plus, les métabolites du glucose produisent tous les acides aminés non essentiels, les alcools de sucre tels que le mannitol et le sorbitol, les acides gras, le cholestérol et les acides nucléiques.
Enfin, le glucose est utilisé comme élément de base dans la glycosylation des protéines en glycoprotéines, glycolipides, peptidoglycanes, glycosides et autres substances (catalysées par les glycosyltransférases) et peut en être clivé par les glycosidases.

Pathologie
Diabète
Le diabète est un trouble métabolique dans lequel le corps est incapable de réguler les niveaux de glucose dans le sang, soit en raison d'un manque d'insuline dans le corps, soit en raison de l'incapacité des cellules du corps à répondre correctement à l'insuline.
Chacune de ces situations peut être causée par des élévations persistantes de la glycémie, par un épuisement pancréatique et une résistance à l'insuline.
Le glucose pancréas est l'organe responsable de la sécrétion des hormones insuline et glucagon.
L'insuline est une hormone qui régule les niveaux de glucose, permettant aux cellules du corps d'absorber et d'utiliser le glucose.
Sans lui, le glucose ne peut pas pénétrer dans la cellule et ne peut donc pas être utilisé comme carburant pour les fonctions de l'organisme.
Glucose le pancréas est exposé à des élévations persistantes de la glycémie, les cellules productrices d'insuline dans le pancréas pourraient être endommagées, provoquant un manque d'insuline dans le corps.
La résistance à l'insuline se produit lorsque le pancréas essaie de produire de plus en plus d'insuline en réponse à des taux de glucose sanguin constamment élevés.
Finalement, le reste du corps devient résistant à l'insuline produite par le pancréas, nécessitant ainsi plus d'insuline pour obtenir le même effet hypoglycémiant et forçant le pancréas à produire encore plus d'insuline pour rivaliser avec la résistance.
Cette spirale négative contribue à l'épuisement pancréatique et à la progression de la maladie du diabète.

Pour surveiller la réponse du corps à un traitement hypoglycémiant, les taux de glucose peuvent être mesurés.
La surveillance de la glycémie peut être effectuée par plusieurs méthodes, telles que le test de glycémie à jeun qui mesure le niveau de glucose dans le sang après 8 heures de jeûne.
Un autre test est le test de tolérance au glucose (GTT) de 2 heures - pour ce test, la personne subit un test de glycémie à jeun, puis boit une boisson au glucose de 75 grammes et est retestée.
Ce test mesure la capacité du corps de la personne à traiter le glucose.
Au fil du temps, la glycémie devrait diminuer car l'insuline lui permet d'être absorbée par les cellules et de sortir de la circulation sanguine.

Gestion de l'hypoglycémie

Glucose, 5% solution pour perfusion
Les personnes atteintes de diabète ou d'autres conditions qui entraînent une hypoglycémie transportent souvent de petites quantités de sucre sous diverses formes.
Un sucre couramment utilisé est le glucose, souvent sous forme de comprimés de glucose (glucose pressé en forme de comprimé parfois avec un ou plusieurs autres ingrédients comme liant), des bonbons durs ou des sachets de sucre.

Sources

Comprimés de glucose
La plupart des glucides alimentaires contiennent du glucose, soit comme leur seul élément constitutif (comme dans les polysaccharides amidon et glycogène), soit avec un autre monosaccharide (comme dans les hétéropolysaccharides saccharose et lactose).
Le glucose non lié est l'un des principaux ingrédients du miel.
Le glucose est extrêmement abondant et a été isolé à partir de diverses sources naturelles à travers le monde, notamment les cônes mâles du conifère Wollemia nobilis à Rome, les racines des plantes Ilex asprella en Chine et les pailles de riz en Californie.

Fabrication commerciale
Le glucose est produit industriellement à partir de l'amidon par hydrolyse enzymatique à l'aide de glucose amylase ou par l'utilisation d'acides.
L'hydrolyse enzymatique du glucose a largement remplacé l'hydrolyse catalysée par un acide.
Le résultat du glucose est un sirop de glucose (enzymatiquement avec plus de 90 % de glucose dans la matière sèche) avec un volume de production mondial annuel de 20 millions de tonnes (à partir de 2011).
C'est la raison de l'ancien nom commun "sucre d'amidon".
Les amylases proviennent le plus souvent de Bacillus licheniformis ou Bacillus subtilis (souche MN-385), qui sont plus thermostables que les enzymes initialement utilisées.
À partir de 1982, les pullulanases d'Aspergillus niger ont été utilisées dans la production de sirop de glucose pour convertir l'amylopectine en amidon (amylose), augmentant ainsi le rendement en glucose.
La réaction du glucose est effectuée à un pH = 4,6–5,2 et une température de 55–60 °C.
Le sirop de maïs contient entre 20 et 95 % de glucose dans la matière sèche.
La forme japonaise du sirop de glucose, Mizuame, est fabriquée à partir d'amidon de patate douce ou de riz.
La maltodextrine contient environ 20 % de glucose.

De nombreuses cultures peuvent être utilisées comme source d'amidon.
Le maïs, le riz, le blé, le manioc, la pomme de terre, l'orge, la patate douce, la cosse de maïs et le sagou sont tous utilisés dans diverses parties du monde.
Aux États-Unis, l'amidon de maïs (issu du maïs) est utilisé presque exclusivement.
Une partie du glucose commercial est un composant du sucre inverti, un mélange à peu près 1:1 de glucose et de fructose produit à partir de saccharose.
En principe, la cellulose pourrait être hydrolysée en glucose, mais ce procédé n'est pas encore commercialement pratique.

Conversion en fructose
Article principal: isoglucose
Aux USA presque exclusivement le maïs (plus précisément : le sirop de maïs) est utilisé comme source de glucose pour la production d'isoglucose, qui est un mélange de glucose et de fructose, puisque le fructose a un pouvoir sucrant plus élevé — avec le même pouvoir calorifique physiologique de 374 kilocalories par 100g.
La production mondiale annuelle d'isoglucose est de 8 millions de tonnes (en 2011).
Lorsqu'il est fabriqué à partir de sirop de maïs, le produit final est du sirop de maïs à haute teneur en fructose (HFCS).

Utilisation commerciale

Douceur relative de divers sucres par rapport au saccharose
Le glucose est principalement utilisé pour la production de fructose et dans la production d'aliments contenant du glucose.
Aliments à base de glucose, il est utilisé comme édulcorant, humectant, pour augmenter le volume et créer une sensation en bouche plus douce.
Diverses sources de glucose, telles que le jus de raisin (pour le vin) ou le malt (pour la bière), sont utilisées pour la fermentation en éthanol lors de la production de boissons alcoolisées.
La plupart des boissons gazeuses aux États-Unis utilisent du HFCS-55 (avec une teneur en fructose de 55% dans la masse sèche), tandis que la plupart des autres aliments sucrés avec du HFCS aux États-Unis utilisent du HFCS-42 (avec une teneur en fructose de 42% dans la masse sèche ).
Le glucose du pays voisin le Mexique, quant à lui, le sucre de canne est utilisé dans la boisson gazeuse comme édulcorant, qui a un pouvoir sucrant plus élevé.
De plus, le sirop de glucose est utilisé, entre autres, dans la production de confiseries telles que les bonbons, le caramel et le fondant.
Les réactions chimiques typiques du glucose lorsqu'il est chauffé dans des conditions exemptes d'eau sont la caramélisation et, en présence d'acides aminés, la réaction de Maillard.

De plus, divers acides organiques peuvent être produits biotechnologiquement à partir du glucose, par exemple par fermentation avec Clostridium thermoaceticum pour produire de l'acide acétique, avec Penicillium notatum pour la production d'acide araboascorbique, avec Rhizopus delemar pour la production d'acide fumarique, avec Aspergillus niger pour la production d'acide gluconique, avec Candida brumptii pour produire de l'acide isocitrique, avec Aspergillus terreus pour la production d'acide itaconique, avec Pseudomonas fluorescens pour la production d'acide 2-cétogluconique, avec Gluconobacter suboxydans pour la production d'acide 5-cétogluconique, avec Aspergillus oryzae pour la production d'acide kojique, avec Lactobacillus delbrueckii pour la production d'acide lactique, avec Lactobacillus brevis pour la production d'acide malique, avec Propionibacter shermanii pour la production d'acide propionique, avec Pseudomonas aeruginosa pour la production d'acide pyruvique et avec Gluconobacter suboxydans pour la production d'acide tartrique Puissant , des produits naturels bioactifs comme le triptolide qui inhibent la transcription des mammifères via l'inhibition de la sous-unité XPB du facteur de transcription général TFIIH ont été récemment rapportés comme conjugués de glucose pour cibler les cellules cancéreuses hypoxiques avec une expression accrue du transporteur de glucose.
Récemment, le glucose a gagné en utilisation commerciale en tant que composant clé de "kits" contenant de l'acide lactique et de l'insuline destinés à induire une hypoglycémie et une hyperlactatémie pour lutter contre différents cancers et infections.

Une analyse
Plus précisément, lorsqu'une molécule de glucose doit être détectée à une certaine position dans une molécule plus grosse, une spectroscopie de résonance magnétique nucléaire, une analyse par cristallographie aux rayons X ou une immunocoloration de lectine sont effectuées avec un conjugué d'enzyme rapporteur concanavaline A (qui se lie uniquement au glucose ou au mannose).

Réactions de détection qualitatives classiques
Ces réactions n'ont qu'une signification historique :

test de Fehling
Le test Glucose Fehling est une méthode classique de détection des aldoses.
En raison de la mutarotation, le glucose est toujours présent dans une faible mesure sous forme d'aldéhyde à chaîne ouverte.
En ajoutant les réactifs de Fehling (solution de Fehling (I) et solution de Fehling (II)), le groupe aldéhyde est oxydé en acide carboxylique, tandis que le complexe tartrate Cu2+ est réduit en Cu+ et forme un précipité rouge brique (Cu2O).

Test de péage
Glucose Le test de Tollens, après addition d'AgNO3 ammoniacal à la solution échantillon, Ag+ est réduit par le glucose en argent élémentaire.

Test de Barfoed
Glucose Test de Barfoed, une solution d'acétate de cuivre dissous, d'acétate de sodium et d'acide acétique est ajoutée à la solution du sucre à tester puis chauffée au bain-marie pendant quelques minutes.
Le glucose et d'autres monosaccharides produisent rapidement une couleur rougeâtre et un oxyde de cuivre(I) brun rougeâtre (Cu2O).

Le test de Nylander
En tant que sucre réducteur, le glucose réagit dans le test de Nylander.

D'autres épreuves
Lors du chauffage d'une solution d'hydroxyde de potassium diluée avec du glucose à 100 °C, un brunissement rougeâtre prononcé et une odeur de caramel se développent.
L'acide sulfurique concentré dissout le glucose sec sans noircissement à température ambiante en formant de l'acide sulfurique sucré.
Glucose une solution de levure, la fermentation alcoolique produit du dioxyde de carbone dans le rapport de 2,0454 molécules de glucose pour une molécule de CO2.
Le glucose forme une masse noire avec le chlorure stanneux.
Le glucose et une solution d'argent ammoniacal, le glucose (ainsi que le lactose et la dextrine) entraînent le dépôt d'argent.
Glucose une solution ammoniacale d'acétate de plomb, le glycoside de plomb blanc se forme en présence de glucose, qui devient moins soluble à la cuisson et brunit.
Du glucose et une solution de cuivre ammoniacal, de l'oxyde de cuivre jaune hydraté se forme avec le glucose à température ambiante, tandis que de l'oxyde de cuivre rouge se forme lors de l'ébullition (idem avec la dextrine, sauf avec une solution d'acétate de cuivre ammoniacal).
Avec le réactif de Hager, le glucose forme de l'oxyde de mercure lors de l'ébullition.
Une solution alcaline de bismuth est utilisée pour précipiter le bismuth élémentaire brun noir avec du glucose.
Le glucose bouilli dans une solution de molybdate d'ammonium rend la solution bleue.
Une solution avec du carmin d'indigo et du carbonate de sodium se décolore lorsqu'elle est bouillie avec du glucose.

Quantification instrumentale
Réfractométrie et polarimétrie
Dans les solutions concentrées de glucose avec une faible proportion d'autres glucides, sa concentration peut être déterminée avec un polarimètre.
Pour les mélanges de sucres, la concentration peut être déterminée avec un réfractomètre, par exemple dans la détermination Oechsle au cours de la production de vin.

Méthodes enzymatiques photométriques en solution
Article principal: réaction d'oxydation du glucose
L'enzyme glucose oxydase (GOx) convertit le glucose en acide gluconique et en peroxyde d'hydrogène tout en consommant de l'oxygène.
Une autre enzyme, la peroxydase, catalyse une réaction chromogène (réaction de Trinder) du phénol avec la 4-aminoantipyrine en un colorant violet.

Méthode photométrique de la bandelette réactive
La méthode de la bandelette de test du glucose utilise la conversion enzymatique mentionnée ci-dessus du glucose en acide gluconique pour former du peroxyde d'hydrogène.
Les réactifs glucose sont immobilisés sur une matrice polymère, appelée bandelette réactive, qui prend une couleur plus ou moins intense.
Cela peut être mesuré par réflectométrie à 510 nm à l'aide d'un photomètre portable à LED.
Le glucose permet la détermination de routine de la glycémie par les profanes.
En plus de la réaction du phénol avec la 4-aminoantipyrine, de nouvelles réactions chromogènes ont été développées qui permettent la photométrie à des longueurs d'onde plus élevées (550 nm, 750 nm).
Capteur de glucose ampérométrique
L'électroanalyse du glucose du glucose est également basée sur la réaction enzymatique mentionnée ci-dessus.
Le peroxyde d'hydrogène produit par le glucose peut être quantifié ampérométriquement par oxydation anodique à un potentiel de 600 mV.
Le glucose GOx est immobilisé sur la surface de l'électrode ou dans une membrane placée à proximité de l'électrode.
Des métaux précieux tels que le platine ou l'or sont utilisés dans les électrodes, ainsi que les électrodes en nanotubes de carbone, qui par ex. sont dopés au bore.
Les nanofils Cu-CuO sont également utilisés comme électrodes ampérométriques sans enzyme.
De cette façon, une limite de détection de 50 µmol/L a été atteinte.
Une méthode particulièrement prometteuse est ce qu'on appelle le "câblage enzymatique".
Dans ce cas, l'électron circulant lors de l'oxydation est transféré directement de l'enzyme via un fil moléculaire vers l'électrode.

Autres méthodes sensorielles
Il existe une variété d'autres capteurs chimiques pour mesurer le glucose.
Compte tenu de l'importance de l'analyse du glucose dans les sciences de la vie, de nombreuses sondes optiques ont également été développées pour les saccharides basées sur l'utilisation d'acides boroniques, qui sont particulièrement utiles pour les applications sensorielles intracellulaires où d'autres méthodes (optiques) ne sont pas ou seulement conditionnellement utilisables.
En plus des dérivés organiques de l'acide boronique, qui se lient souvent de manière très spécifique aux groupes 1,2-diol des sucres, il existe également d'autres concepts de sonde classés par des mécanismes fonctionnels qui utilisent des protéines sélectives de liaison au glucose (par exemple la concanavaline A) comme récepteur .
En outre, des méthodes ont été développées qui détectent indirectement la concentration de glucose via la concentration de produits métabolisés, par ex. par la consommation d'oxygène à l'aide de capteurs optiques à fluorescence.
Enfin, il existe des concepts basés sur des enzymes qui utilisent l'absorbance ou la fluorescence intrinsèque des enzymes (marquées par fluorescence) comme rapporteurs.
Iodométrie cuivre
Le glucose peut être quantifié par iodométrie au cuivre.

Méthodes chromatographiques
Glucose en particulier, pour l'analyse de mélanges complexes contenant du glucose, par ex. dans le miel, les méthodes chromatographiques telles que la chromatographie liquide à haute performance et la chromatographie en phase gazeuse sont souvent utilisées en combinaison avec la spectrométrie de masse.
Compte tenu des rapports isotopiques, il est également possible de détecter de manière fiable l'altération du miel par les sucres ajoutés avec ces méthodes.
La dérivatisation à l'aide de réactifs de silylation est couramment utilisée.
De plus, les proportions de di- et de trisaccharides peuvent être quantifiées.

Analyse in vivo du glucose
L'absorption du glucose dans les cellules des organismes est mesurée avec du 2-désoxy-D-glucose ou du fluorodésoxyglucose.
Le (18F)fluorodésoxyglucose est utilisé comme traceur en tomographie par émission de positons en oncologie et en neurologie, où il est de loin l'agent diagnostique le plus couramment utilisé.

Noms
Prononciation /ˈɡluːkoʊz/, /ɡluːkoʊs/

Nom IUPAC
Nom systématique :
(2R,3S,4R,5R)-2,3,4,5,6-Pentahydroxyhexanal
Noms triviaux autorisés :
ᴅ-Glucose
ᴅ-gluco-Hexose
Nom IUPAC préféré :
Les NIP ne sont pas identifiés pour les produits naturels.
Autres noms:
Glycémie
Dextrose
Sucre de maïs
d-Glucose
Sucre de raisin

Identifiants
Numéro CAS : 50-99-7
492-62-6 (α-d-glucopyranose)
3DMet : B01203
Abréviations : Glc
Référence Beilstein : 1281604
ChEBI : CHEBI : 4167
ChEMBL:ChEMBL1222250
ChemSpider : 5589
Numéro CE : 200-075-1
Référence Gmelin : 83256
IUPHAR/BPS : 4536
KEGG:C00031
MeSH : Glucose
CID PubChem : 5793
Numéro RTECS : LZ6600000
UNII :
5SL0G7R0OK
5J5I9EB41E (α-d-glucopyranose)

Propriétés
Formule chimique : C6H12O6
Masse molaire : 180,156 g/mol
Aspect : Poudre blanche
Densité :1,54 g/cm3
Point de fusion : α-d-Glucose : 146 °C (295 °F ; 419 K)
β-d-Glucose : 150 °C (302 °F; 423 K)
Solubilité dans l'eau : 909 g/L (25 °C (77 °F))
Susceptibilité magnétique (χ) : −101,5×10−6 cm3/mol
Moment dipolaire : 8.6827

Thermochimie
Capacité calorifique (C) : 218,6 J/(K·mol)[1]
Entropie molaire standard :(So298) 209,2 J/(K·mol)[1]
Std enthalpie de formation (ΔfH⦵298) : −1271 kJ/mol[2]
Chaleur de combustion, valeur supérieure (HHV) : 2 805 kJ/mol (670 kcal/mol)

Pharmacologie
Code ATC : B05CX01 (OMS) V04CA02 (OMS), V06DC01 (OMS)

le glucose, également appelé dextrose, fait partie d'un groupe de glucides appelés sucres simples (monosaccharides).
Le glucose (du grec glykys ; « doux ») a la formule moléculaire C6H12O6.
Le glucose se trouve dans les fruits et le miel et est le principal sucre libre circulant dans le sang des animaux supérieurs.
Le glucose est la source d'énergie dans la fonction cellulaire, et la régulation de son métabolisme est d'une grande importance (voir fermentation ; gluconéogenèse).
Les molécules d'amidon, le principal glucide de réserve d'énergie des plantes, sont constituées de milliers d'unités linéaires de glucose.
Un autre composé majeur composé de glucose est la cellulose, qui est également linéaire.
Le dextrose est la molécule D-glucose.
Une molécule apparentée chez les animaux est le glycogène, le glucide de réserve dans la plupart des cellules animales vertébrées et invertébrées, ainsi que celles de nombreux champignons et protozoaires.
Voir aussi polysaccharide.

Qu'est-ce que le glucose ?
Vous connaissez peut-être le glucose sous un autre nom : la glycémie.
Le glucose est essentiel pour maintenir les mécanismes du corps en parfait état de fonctionnement.
Lorsque nos niveaux de glucose sont optimaux, cela passe souvent inaperçu.
Mais quand ils s'écartent des limites recommandées, vous remarquerez l'effet malsain qu'il a sur le fonctionnement normal.

Alors, qu'est-ce que le glucose, exactement?
Le glucose est le plus simple des glucides, ce qui en fait un monosaccharide.
Le glucose signifie qu'il a un sucre.
Le glucose n'est pas seul.
D'autres monosaccharides comprennent le fructose, le galactose et le ribose.

Avec les graisses, le glucose est l'une des sources de carburant préférées du corps sous forme de glucides.
Les gens obtiennent du glucose à partir du pain, des fruits, des légumes et des produits laitiers.
Vous avez besoin de nourriture pour créer l'énergie qui vous aide à rester en vie.

Bien que le glucose soit important, comme pour tant de choses, il est préférable de le consommer avec modération.
Des taux de glucose malsains ou incontrôlables peuvent avoir des effets permanents et graves.

Comment le corps traite-t-il le glucose ?
Notre corps traite le glucose plusieurs fois par jour, idéalement.

Lorsque nous mangeons, notre corps commence immédiatement à travailler pour traiter le glucose.
Les enzymes démarrent le processus de dégradation avec l'aide du pancréas.
Le glucose pancréas, qui produit des hormones dont l'insuline, fait partie intégrante de la façon dont notre corps traite le glucose.
Lorsque nous mangeons, notre corps fait basculer le pancréas dont il a besoin pour libérer de l'insuline pour faire face à l'augmentation du taux de sucre dans le sang.

Certaines personnes, cependant, ne peuvent pas compter sur leur pancréas pour se lancer et faire le travail qu'il est censé faire.

Le diabète survient notamment lorsque le pancréas ne produit pas d'insuline comme il le devrait.
Glucose Dans ce cas, les gens ont besoin d'une aide extérieure (injections d'insuline) pour traiter et réguler le glucose dans le corps.
Une autre cause de diabète est la résistance à l'insuline, où le foie ne reconnaît pas l'insuline présente dans le corps et continue de produire des quantités inappropriées de glucose.
Le foie est un organe important pour le contrôle du sucre, car il aide au stockage du glucose et fabrique du glucose si nécessaire.

Glucose le corps ne produit pas assez d'insuline, cela peut entraîner la libération d'acides gras libres des réserves de graisse.
Cela peut conduire à une condition appelée acidocétose.
Les cétones, des déchets créés lorsque le foie décompose les graisses, peuvent être toxiques en grande quantité.

Comment testez-vous votre glycémie?
Les tests de glycémie sont particulièrement importants pour les personnes atteintes de diabète.
La plupart des personnes atteintes de la maladie sont habituées à effectuer des contrôles de glycémie dans le cadre de leur routine quotidienne.

L'une des façons les plus courantes de tester la glycémie à la maison consiste à effectuer un test sanguin très simple.
Une piqûre au doigt, généralement à l'aide d'une petite aiguille appelée lancette, produit une goutte qui est placée sur une bandelette réactive.
La bandelette est placée dans un compteur, qui mesure la glycémie.
Le glucose peut généralement vous donner une lecture en moins de 20 secondes.

Qu'est-ce que le glucose?
Par Stéphanie Watson
 Examen médical par Carol DerSarkissian, MD le 13 juin 2020
DANS CET ARTICLE
Comment votre corps fabrique du glucose
Énergie et stockage
Glycémie et diabète
Le glucose vient du mot grec pour « sucré ».
C'est un type de sucre que vous obtenez des aliments que vous mangez, et votre corps l'utilise pour produire de l'énergie.
Lorsqu'il voyage dans votre circulation sanguine jusqu'à vos cellules, il s'appelle glucose sanguin ou sucre dans le sang.

L'insuline est une hormone qui déplace le glucose de votre sang vers les cellules pour l'énergie et le stockage.
Les personnes atteintes de diabète ont des taux de glucose dans le sang supérieurs à la normale.
Soit ils n'ont pas assez d'insuline pour la faire passer, soit leurs cellules ne répondent pas à l'insuline aussi bien qu'elles le devraient.

Une glycémie élevée pendant une longue période peut endommager vos reins, vos yeux et d'autres organes.

Comment votre corps fabrique du glucose
Le glucose provient principalement d'aliments riches en glucides, comme le pain, les pommes de terre et les fruits.
Pendant que vous mangez, les aliments descendent de votre œsophage jusqu'à votre estomac. Là, les acides et les enzymes le décomposent en petits morceaux.
Au cours de ce processus, du glucose est libéré.

Le glucose va dans vos intestins où il est absorbé. De là, il passe dans votre circulation sanguine.
Une fois dans le sang, l'insuline aide le glucose à atteindre vos cellules.

Énergie et stockage
Votre corps est conçu pour maintenir le niveau de glucose dans votre sang constant.
Les cellules bêta de votre pancréas surveillent votre glycémie toutes les quelques secondes.
Lorsque votre glycémie augmente après avoir mangé, les cellules bêta libèrent de l'insuline dans votre circulation sanguine.
L'insuline agit comme une clé, déverrouillant les cellules musculaires, graisseuses et hépatiques afin que le glucose puisse y pénétrer.

La plupart des cellules de votre corps utilisent du glucose ainsi que des acides aminés (les éléments constitutifs des protéines) et des graisses pour produire de l'énergie.
Mais c'est la principale source de carburant pour votre cerveau.
Les cellules nerveuses et les messagers chimiques en ont besoin pour les aider à traiter l'information.
Sans cela, votre cerveau ne pourrait pas bien fonctionner.

Une fois que votre corps a utilisé l'énergie dont il a besoin, le glucose restant est stocké dans de petits faisceaux appelés glycogène dans le foie et les muscles.
Votre corps peut stocker suffisamment pour vous alimenter pendant environ une journée.

Après quelques heures sans manger, votre glycémie chute.
Votre pancréas cesse de produire de l'insuline. Les cellules alpha du pancréas commencent à produire une hormone différente appelée glucagon.
Le glucose signale au foie de décomposer le glycogène stocké et de le retransformer en glucose.

Cela se rend dans votre circulation sanguine pour reconstituer votre réserve jusqu'à ce que vous puissiez à nouveau manger.
Votre foie peut également fabriquer son propre glucose en utilisant une combinaison de déchets, d'acides aminés et de graisses.

Glycémie et diabète
Votre taux de sucre dans le sang augmente normalement après avoir mangé.
Ensuite, il baisse quelques heures plus tard lorsque l'insuline déplace le glucose dans vos cellules.
Entre les repas, votre glycémie doit être inférieure à 100 milligrammes par décilitre (mg/dl).
Le glucose est appelé votre glycémie à jeun.

Il existe deux types de diabète :

Glucose diabète de type 1, votre corps n'a pas assez d'insuline.
Le système immunitaire du glucose attaque et détruit les cellules du pancréas, où l'insuline est fabriquée.
Glucose diabète de type 2, les cellules ne répondent pas à l'insuline comme elles le devraient.
Ainsi, le pancréas doit fabriquer de plus en plus d'insuline pour déplacer le glucose dans les cellules.
Finalement, le pancréas est endommagé et ne peut pas produire suffisamment d'insuline pour répondre aux besoins du corps.
Sans suffisamment d'insuline, le glucose ne peut pas pénétrer dans les cellules. La glycémie reste élevée.
Un taux supérieur à 200 mg/dl 2 heures après un repas ou supérieur à 125 mg/dl à jeun est une glycémie élevée, appelée hyperglycémie.

Trop de glucose dans votre circulation sanguine pendant une longue période peut endommager les vaisseaux qui transportent le sang riche en oxygène vers vos organes.
Une glycémie élevée peut augmenter votre risque de :

Maladie cardiaque, crise cardiaque et accident vasculaire cérébral
Maladie du rein
Dégâts nerveux
Maladie oculaire appelée rétinopathie
Les personnes atteintes de diabète doivent souvent tester leur glycémie. L'exercice, l'alimentation et les médicaments peuvent aider à maintenir la glycémie dans une fourchette saine et à prévenir ces complications.

La description
Numéro de catalogue : 346351
Famille de marques : Calbiochem®
Synonymes :Dextrose, α-D-Glucose
Information produit
Numéro CAS : 50-99-7
Forme :Poudre blanche
Formule Hill : C₆H₁₂O₆
Formule chimique : C₆H₁₂O₆
Niveau de qualité : MQ100
Physicochimique :Informations
Contaminants :Maltose : ≤0,2 % ; métaux lourds : ≤0,001 %
Sécurité :Informations selon GHS
RTECS LZ6600000
Informations de stockage et d'expédition
Code d'expédition : température ambiante uniquement
Toxicité : Manipulation standard
Stockage +15°C à +30°C
Ne pas congeler : Ok pour congeler
Instructions spéciales : Après reconstitution, filtrez-stérilisez et conservez à température ambiante.
Les solutions mères sont stables plusieurs mois à température ambiante.

Glucose
Le glucose est le principal type de sucre dans le sang et est la principale source d'énergie pour les cellules du corps.
Le glucose provient des aliments que nous mangeons ou le corps peut le fabriquer à partir d'autres substances.
Le glucose est transporté vers les cellules par la circulation sanguine.
Plusieurs hormones, dont l'insuline, contrôlent la glycémie.

Qu'est-ce qu'un test de glycémie?
Un test de glycémie est un test sanguin qui permet de dépister le diabète en mesurant le taux de glucose (sucre) dans le sang d'une personne.

Qui est le plus à risque de développer le diabète ?
Les catégories de personnes suivantes sont considérées comme des candidats « à haut risque » de développer un diabète :

Les personnes en surpoids ou obèses
Les personnes âgées de 45 ans ou plus
Personnes ayant des parents au premier degré atteints de diabète (comme les parents, les enfants ou les frères et sœurs)
Individus afro-américains, natifs de l'Alaska, indiens d'Amérique, américains d'origine asiatique, hispaniques/latinos, natifs d'Hawaï, insulaires du Pacifique,
Les femmes qui ont développé le diabète pendant qu'elles étaient enceintes ou ont donné naissance à des bébés de grande taille (9 livres ou plus)
Personnes souffrant d'hypertension artérielle (140/90 ou plus)
Individus avec des lipoprotéines de haute densité (HDL, le « bon taux de cholestérol ») inférieurs à 25 mg/dl ou des taux de triglycérides égaux ou supérieurs à 250 mg/dl
Les personnes qui ont une glycémie à jeun altérée ou une intolérance au glucose
Les personnes physiquement inactives ; faire de l'exercice moins de trois fois par semaine
Les personnes atteintes du syndrome des ovaires polykystiques, également appelé SOPK
Les personnes atteintes d'acanthosis nigricans - peau foncée, épaisse et veloutée autour du cou ou des aisselles
En plus de tester les personnes à haut risque ci-dessus, l'American Diabetes Association recommande également de dépister toutes les personnes âgées de 45 ans et plus.

DÉTAILS DE L'ESSAI
Comment savoir si je suis diabétique en examinant mon sang ?
Votre corps convertit le sucre, également appelé glucose, en énergie afin que votre corps puisse fonctionner.
Le sucre de glucose provient des aliments que vous mangez et est libéré du stockage par les propres tissus de votre corps.

L'insuline est une hormone produite par le pancréas.
Le travail du glucose consiste à déplacer le glucose de la circulation sanguine vers les cellules des tissus.
Après avoir mangé, le taux de glucose dans le sang augmente fortement.
Le pancréas réagit en libérant suffisamment d'insuline pour gérer l'augmentation du taux de glucose, en déplaçant le glucose du sang vers les cellules.
Cela aide à ramener le niveau de glucose dans le sang à son ancien niveau inférieur.

Si une personne souffre de diabète, deux situations peuvent provoquer une augmentation de la glycémie :

Le pancréas ne fabrique pas assez d'insuline
L'insuline ne fonctionne pas correctement
À la suite de l'une ou l'autre de ces situations, le taux de sucre dans le sang reste élevé, une condition appelée hyperglycémie ou diabète sucré.
Glucose non diagnostiqué et non traité, les yeux, les reins, les nerfs, le cœur, les vaisseaux sanguins et d'autres organes peuvent être endommagés.
La mesure de votre glycémie vous permet, à vous et à votre médecin, de savoir si vous souffrez ou êtes à risque de développer un diabète.

Beaucoup moins souvent, l'inverse peut aussi se produire.
Une glycémie trop basse, une condition appelée hypoglycémie, peut être causée par la présence d'une trop grande quantité d'insuline ou par d'autres troubles hormonaux ou une maladie du foie.

Comment puis-je me préparer au test de glycémie et comment les résultats sont-ils interprétés ?
Pour obtenir un taux de glucose plasmatique précis, vous devez avoir jeûné (ne pas avoir mangé ni bu autre chose que de l'eau) pendant au moins 8 heures avant le test.
Lorsque vous vous présentez à la clinique ou au laboratoire, un petit échantillon de sang sera prélevé dans une veine de votre bras.
Selon les recommandations de pratique de l'American Diabetes Association, les résultats du test sanguin sont interprétés comme suit :

Glycémie à jeun
Si votre glycémie est de 70 à 99* mg/dL (3,9 à 5,5 mmol/L). . .
Ce que cela signifie : Votre taux de glucose se situe dans la plage normale
Si votre glycémie est de 100 à 125 mg/dL (5,6 à 6,9 mmol/L). . .
Ce que cela signifie : vous avez une glycémie à jeun altérée (pré-diabète**) . . .
Si votre glycémie est de 126 mg/dl (7,0 mmol/L ) ou plus à plusieurs reprises
Ce que cela signifie : vous souffrez de diabète

Le glucose est un monosaccharide et est le principal métabolite pour la production d'énergie dans le corps.
Les glucides complexes sont finalement décomposés dans le système digestif en glucose et autres monosaccharides, tels que le fructose ou le galactose, avant d'être absorbés dans l'intestin grêle ; à noter, l'insuline n'est pas nécessaire pour l'absorption du glucose par les cellules intestinales.
Le glucose est transporté dans les cellules par un processus actif nécessitant de l'énergie qui implique une protéine de transport spécifique et nécessite une absorption simultanée d'ions sodium.

Dans la circulation sanguine, la concentration de glucose est étroitement régulée par des hormones telles que l'insuline, le cortisol et le glucagon, qui régulent l'entrée du glucose dans les cellules et affectent divers processus métaboliques tels que la glycolyse, la gluconéogenèse et la glycogénolyse.

Le glucose appartient à la famille des glucides.
Le glucose est un monosaccharide (sucre simple) naturellement présent chez tous les êtres vivants sur Terre et constitue leur source d'énergie la plus importante.
Le glucose se trouve en grande quantité dans les fruits (y compris les baies), les légumes et le miel.
Lorsqu'il est combiné avec d'autres monosaccharides, tels que le fructose, il forme du saccharose (sucre de table) et du lactose.
Deux molécules de glucose forment le maltose, un disaccharide résultant de l'hydrolyse de l'amidon des céréales.
Le maltose a un pouvoir sucrant légèrement inférieur à celui du saccharose.
Les sportifs l'utilisent pour un apport énergétique rapide, alors qu'en boulangerie, il est utile pour la fermentation de la pâte levée. Le maltose se trouve également dans les grains de céréales germés utilisés pour fabriquer de nombreux types de bière.

L'amidon est constitué d'un grand nombre de molécules de glucose liées les unes aux autres par de longues chaînes.
La cellulose est un polysaccharide constitué de chaînes complexes d'amidon. Contrairement aux mammifères herbivores, le corps humain est incapable de digérer la cellulose, elle sert donc de fourrage dans notre alimentation.

Les concentrations de Glc dans les tissus et les fluides corporels sont stabilisées par de nombreux mécanismes divers, dont beaucoup impliquent l'action d'hormones spécifiques.
L'homéostasie globale est maintenue en dirigeant le flux de Glc vers ou depuis les réserves de glycogène, en équilibrant la glycolyse par rapport à la néoglucogenèse et en favorisant le catabolisme des protéines en cas de besoin.

Régulation hormonale : Parmi les nombreuses hormones ayant un effet sur des tissus particuliers ou des séquences métaboliques, quelques-unes se distinguent par leurs actions dominantes et prépondérantes sur la disposition de Glc.
L'insuline favorise l'absorption et l'oxydation de la Glc par les tissus et favorise le stockage, en particulier dans la phase postprandiale.
Le glucagon en réponse à une faible concentration sanguine de Glc augmente la libération de Glc lors du stockage et la synthèse à partir des précurseurs.
L'adrénaline (épinéphrine) mobilise les réserves et accélère l'utilisation.

L'insuline est produite dans les cellules bêta des cellules des îlots pancréatiques et libérée dans un processus dépendant du zinc avec son compagnon amyline.
Le taux de production et de libération dans la circulation est lié aux mécanismes de détection de Glc dans la cellule bêta.
On pense que la génération d'ATP à partir de Glc et la concentration de calcium cytosolique sont critiques pour la détection de Glc.
Une enzyme contenant du zinc, l'insuline (EC3.4.24.56), inactive l'insuline de manière irréversible dans de nombreux tissus (Ding et al., 1992). L'activité de l'insuline est inhibée par des concentrations élevées d'amyline et d'insuline (Mukherjee et al., 2000).
L'insuline se lie à des récepteurs spécifiques de l'insuline dans les muscles, les adipocytes et certains autres tissus sensibles à l'insuline et déclenche avec l'activité du récepteur kinase une cascade de signalisation. La chromomoduline peptidique contenant du chrome se lie au récepteur de l'insuline activé par l'insuline et optimise son activité de récepteur kinase (Vincent, 2000).
En réponse à la cascade de signalisation initiée par l'insuline, GLUT4 (SLC2A4) se déplace vers la membrane plasmique et augmente plusieurs fois l'absorption de Glc dans les cellules stimulées par l'insuline.
Un autre effet important de l'insuline est l'augmentation de la transcription de l'hexokinase 4 hépatique (glucokinase), qui augmente la disponibilité du glucose 6-phosphate, le précurseur de la glycolyse et de la synthèse du glycogène.
La glycolyse est en outre favorisée par des concentrations accrues du métabolite régulateur fructose 2,6-bisphosphate (en raison de l'induction de la 6-phosphofructo-2-kinase, EC2.7.1.105, et de l'expression plus faible du fructose-2,6-bisphosphate-2- phosphatase, EC3.1.3.46).
Parallèlement, la néoglucogenèse est bloquée par l'effet inhibiteur de l'insuline sur la phosphoénolpyruvate carboxykinase (EC4.1.1.32) et du fructose 2,6-bisphosphate sur la fructose 1,6-bisphosphatase (EC3.1.3.11).
L'insuline favorise la glycogenèse en augmentant la disponibilité du précurseur glucose 6-phosphate et en diminuant la phosphorylation des enzymes du métabolisme du glycogène.

Les fonctions métaboliques de l'amyline compagne de l'insuline, qui tendent à s'opposer à l'action de l'insuline, commencent seulement à être comprises.
Ils incluent la promotion de la dégradation du glycogène et l'inhibition de la synthèse du glycogène.
Des années de sécrétion excessive d'amyline peuvent être responsables du déclin des cellules bêta de l'obésité et de la résistance à l'insuline.
L'amyline peut favoriser le dépôt de plaques amyloïdes (Hayden et Tyagi, 2001) et induire l'apoptose des cellules bêta (Saafi et al., 2001).

Le glucagon est produit et sécrété par les cellules alpha du pancréas en réponse à une faible concentration de Glc.
Le glucagon favorise la libération de glucose 1-phosphate à partir du glycogène.
L'adrénaline et la noradrénaline à action moins puissante stimulent la dégradation du glycogène.
Ces catécholamines neutralisent également les effets inhibiteurs des carburants sans glucose sur la glycolyse.

Appétit et satiété : Une faible concentration sanguine de Glc induit une sensation de faim.
Selon la théorie glucostatique de longue date, le cerveau, des zones spécifiques telles que les parties paraventriculaire et supraoptique de l'hypothalamus, intègrent les entrées des capteurs périphériques et centraux sensibles au Glc et génèrent une sensation d'appétit (Briski, 2000).

L'amyline, quant à elle, est sécrétée en réponse à l'alimentation et à l'augmentation de la concentration sanguine de Glc et agit sur les récepteurs de l'histamine H1 avec un effet anorexigène et inducteur de satiété significatif (Mollet et al., 2001).
Un effet inducteur de satiété de l'insuline a également été rapporté, mais peut être faible ou médié par d'autres effecteurs (tels que l'amyline).

Métabolisme postprandial : L'afflux de Glc nouvellement absorbé et d'autres nutriments altère l'équilibre des activités hormonales et métaboliques.
Comme indiqué ci-dessus, le taux de sécrétion d'insuline (et d'amyline) augmente et le taux de glucagon diminue en réponse à la concentration sanguine plus élevée de Glc.
La néoglucogenèse est effectivement désactivée et la glycolyse est activée.
L'utilisation de la Glc a lieu de préférence à l'oxydation des graisses. Lorsqu'un apport élevé en glucides est associé à un apport énergétique total excessif, les graisses (provenant à la fois de l'alimentation et du renouvellement du tissu adipeux) sont préférentiellement déposées et les glucides sont utilisés comme carburant énergétique quasi-exclusif.
En effet, la libération des graisses du tissu adipeux est ralentie par l'action accrue de l'insuline.
Le glucose rappelle que le moment et la quantité d'ingestion de glucides sont importants.

Le dépôt de glycogène dans le foie et les muscles augmente, mais avec un décalage considérable.
La reconstitution des réserves de glycogène épuisées prendra probablement 1 à 2 jours (Shearer et al., 2000).
Une charge en glucides pendant un ou plusieurs jours peut augmenter les réserves de glycogène d'un tiers ou plus (Tarnopolsky et al., 2001). Remplir les réserves de glycogène par une alimentation glucidique la veille d'une chirurgie élective au lieu de jeûner semble améliorer les résultats et réduire les séjours à l'hôpital (Nygren et al., 2001).

Exercice : Une poussée d'effort, comme dans un sprint court, met à rude épreuve la capacité du muscle à générer de l'ATP pour la contraction.
La décomposition glycolytique du Glc en lactate est un mode inefficace d'utilisation du carburant, car il ne génère que deux ATP par molécule de glucose.
Les avantages sont que la glycolyse est rapide, car seulement 11 réactions sont nécessaires, et qu'elle fonctionne de manière anaérobie (c'est-à-dire qu'elle ne nécessite pas d'oxygène).
Le lactate résultant passe de la cellule musculaire à la circulation via le transporteur de monocarboxylate 1 (MCT1, SLC16A1). En raison du co-transport de protons, l'augmentation de l'acidification des cellules musculaires favorisera l'exportation du lactate.
Le lactate est utilisé dans le foie pour la néoglucogenèse et le Glc résultant est retourné au muscle pour un autre cycle potentiel à travers ce cycle lactate-glucose (Cori).

Une autre des nombreuses adaptations à l'effort musculaire est l'activité accrue de GLUT4, qui favorise l'afflux de Glc à partir de la circulation.

Jeûne et famine : lorsque les niveaux tissulaires de Glc diminuent et que de nouveaux apports alimentaires ne sont pas disponibles, le foie et les reins commencent à libérer de la Glc dans la circulation. Le glucose Glc provient initialement des réserves de glycogène et de l'utilisation de métabolites Glc (lactate, pyruvate et autres) pour la gluconéogenèse, puis des protéines tissulaires.