Die verschiedenen Arten von Glucose im Überblick

Glucose als Monosaccharid

Glucose ist ein Monosaccharidmolekül, das heißt, es ist ein Zucker. Monosaccharide wie Glukose kommen in der Natur auf zwei Arten vor – sie können mit anderen Zuckereinheiten kombiniert werden oder sie können allein vorkommen. Am häufigsten konsumieren Menschen Glukose entweder in Kombination mit dem Monosaccharid Fructose – dies bildet die Verbindung Saccharose, bei der es sich um Haushaltszucker handelt – oder in Kombination mit vielen anderen Glucosemolekülen, um Cellulose herzustellen, bei der es sich um Ballaststoffe oder Stärke handelt. Der Verdauungstrakt verarbeitet freie Glukose aus anderen Zuckereinheiten, und der Verdauungstrakt absorbiert Glukose in den Blutkreislauf, um sie von den Zellen zu verwenden. Es gibt drei Formen von freier Glukose.

D-Glukose

Eine Form von Glukose wird einfach D-Glukose genannt. Das „D“ bezieht sich auf die Anordnung von Alkohol- oder OH-Gruppen am Kohlenstoffgerüst des Zuckers. D-Glucose ist ein offenkettiges Molekül, das aus sechs Kohlenstoffen besteht, die in einem Molekülgerüst angeordnet sind. An dieses Kohlenstoffgerüst sind fünf OH-Gruppen gebunden, die „Arme“ oder Verzweigungen des Kohlenstoffgerüsts bilden. Diese Form von Glucose hat auch eine Aldehydgruppe am oberen Ende des Kohlenstoffgerüsts, die aus einem Kohlenstoffatom mit einer Doppelbindung zu einem Sauerstoffatom und einer Einfachbindung zu einem Wasserstoffatom besteht. In ihrem 2007 erschienenen Buch "Biochemistry" stellen Drs. Reginald Garrett und Charles Grisham fest, dass geradkettige D-Glucose nur dann vorhanden ist, wenn sie in Lösung frei ist, beispielsweise in der Blutbahn. An andere Zuckermoleküle gebundene Glucose wird nicht als geradkettige D-Glucose gefunden.

Beta-D-Glucopyranose und Alpha-D-Glucopyranose

Eine zweite Form von Glucose heißt Beta-D-Glucopyranose. Wie bei geradkettiger D-Glucose bezieht sich „D“ auf die Anordnung von Alkoholgruppen am Kohlenstoffgerüst. Im Gegensatz zu D-Glucose hat Beta-D-Glucopyranose ein cyclisches Kohlenstoffgerüst. Die Ringstruktur, die das Rückgrat des Moleküls bildet, besteht aus fünf Kohlenstoffatomen und einem Sauerstoffatom. Garrett und Grisham erklären, dass Ringe, die aus diesen sechs Atomen bestehen, Pyranose-Ringe genannt werden. Dies erklärt die Modifikation des Wortes „Glucose“ mit dem Suffix "-Pyranose". Beta-D-Glucopyranose kommt sowohl in Lösung als auch in der Blutbahn und in einigen Fällen in Kombination mit anderen Zuckereinheiten in Glucose vor. Ballaststoffe oder Cellulose bestehen aus vielen Einheiten chemisch gebundener Beta-D-Glucopyranose. Die endgültige Form von Glucose im Körper und in der Natur ist Alpha-D-Glucopyranose. Drs. Mary Campbell und Shawn Farrell, Autoren des 2005 erschienenen Textes „Biochemistry“, erklären, dass der Unterschied zwischen alpha- und beta-D-Glucopyranose in der Orientierung einer einzelnen Alkoholgruppe um das cyclische Kohlenstoffgerüst liegt. Dieser Unterschied scheint zwar geringfügig zu sein, ist jedoch tatsächlich sehr bedeutend. Alpha-D-Glucopyranose kann in Lösung oder in Kombination mit anderen Zuckermolekülen gefunden werden. Zum Beispiel wird verdauliche Stärke aus vielen hundert verbundenen Alpha-D-Glucopyranose-Einheiten hergestellt. Menschen können eine Alpha-Bindung spalten, aber keine Beta-Bindung, was erklärt, warum Stärke verdaulich ist, Ballaststoffe jedoch nicht.