glucòsio
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Descrizione generale
sm. [sec. XIX; dall'incrocio del greco glykýs, dolce, con glêukos, mosto]. Carboidrato monosaccaride di formula C6H₁₂O6, detto anche destrosio, zucchero d'uva, che costituisce uno dei composti organici più diffusi in natura sia in forma libera sia in combinazione con strutture chimiche di vario tipo. È presente in quantità rilevanti nella frutta dolce e nei liquidi fisiologici degli organismi animali. Si forma per idrolisi dell'amido, del glicogeno, delle destrine, delle cellulose e di vari oligosaccaridi, polisaccaridi e glucosidi. Industrialmente si prepara dall'amido o dalla cellulosa che vengono scissi mediante trattamento con soluzioni di acido cloridrico sotto pressione. Il prodotto di idrolisi si neutralizza con calce e si concentra; mentre si separa il cloruro di calcio, il glucosio cristallizza per raffreddamento, trattenendo una molecola d'acqua. Il glucosio così ottenuto si presenta in cristalli incolori, di sapore dolce, inferiore tuttavia a quello dello zucchero comune. Nella forma ciclica semiacetalica il glucosio presenta due stereoisomeri, l'α-glucosio (o α-glucopiranosio) e il β-glucosio (o β-glucopiranosio), dotati di un differente potere rotatorio specifico. Dal punto di vista strutturale le suddette forme si differenziano per l'orientamento dell'ossidrile semiacetalico rispetto al piano della molecola. Glucosio, mannosio e fruttosio possono trasformarsi l'uno nell'altro; tale fenomeno, detto “inversione di Walden”, è dimostrabile con opportuni metodi in laboratorio, ma può verificarsi anche nei tessuti animali, nei quali permetterebbe una pur modesta utilizzazione metabolica del fruttosio e del mannosio in caso di insufficiente disponibilità di glucosio. Il glucosio viene fermentato dal lievito di birra con formazione di alcol etilico e liberazione di anidride carbonica; per ossidazione con acqua di bromo si trasforma in acido gluconico. La fondamentale importanza biochimica del glucosio deriva dal fatto che esso è la forma nella quale i carboidrati vengono utilizzati dalle cellule; dalla sua trasformazione metabolica origina gran parte dell'energia di cui necessitano gli organismi animali. Il glucosio ha inoltre un ruolo fondamentale nella respirazione delle cellule, interviene nella sintesi del glicogeno, del galattosio, dei nucleosidi, dei cerebrosidi, di numerose scleroproteine. Valore plastico alla molecola del glucosio è conferito pure dal fatto che tra i prodotti della sua demolizione metabolica vi sono numerosi precursori degli amminoacidi. È da sottolineare infine che il glucosio interviene in diversi processi di fermentazione.
Fisiologia umana
Il glucosio circolante nel sangue viene completamente filtrato dai glomeruli renali. Esso, tuttavia, in condizioni normali, non passa nelle urine perché a livello dei tubuli viene quantitativamente riassorbito in circolo con un meccanismo attivo di trasporto attraverso le cellule tubulari che richiede la presenza di ATP e consumo di una certa quantità di energia. Esiste un preciso limite nelle capacità di trasporto tubulare del glucosio, oltre il quale detto zucchero non può essere riportato in circolo e passa pertanto nelle urine (glicosuria). Tale limite, detto soglia renale del glucosio o trasporto tubulare massimo per il glucosio (TmG), ha un valore di 375 mg/minuto equivalenti a una concentrazione ematica di glucosio di ca. 2 mg/ml. Nel soggetto affetto da diabete mellito, allorché la glicemia supera il TmG, il glucosio passa nelle urine, dove può raggiungere la concentrazione di 100 g/l, provocando, per effetto osmotico, la poliuria diabetica. Vi sono tuttavia casi nei quali il glucosio passa nelle urine anche se la sua concentrazione nel sangue è nei limiti della norma. Tale fenomeno è detto glicosuria normoglicemica ed è dovuto generalmente a deficit enzimatici delle cellule dei tubuli renali, cui si accompagna una riduzione della soglia renale per il glucosio. Esso si verifica nel diabete renale, nella glicosuria gravidica, nella sindrome di De Toni-Debrè-Fanconi. Glicosuria normoglicemica si può avere anche in seguito a somministrazione di florizina, sostanza adoperata in laboratorio per riprodurre nell'animale da esperimento un diabete renale con caratteristiche sovrapponibili a quelle della patologia umana.