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一、基本定义与性质
- 化学式:C₆H₁₂O₆
- 分子量:180.16 g/mol
- 结构:单糖(六碳糖),醛糖(含醛基),存在α和β两种异构体(环状结构)。
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物理性质:
- 白色结晶性粉末,易溶于水,微溶于乙醇,不溶于乙醚。
- 甜度约为蔗糖的70%-80%。
二、生物功能
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能量来源:
- 细胞呼吸的主要底物,通过糖酵解、三羧酸循环(TCA)和氧化磷酸化生成ATP。
- 每克葡萄糖氧化释放约4千卡能量。
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代谢调节:
- 血糖浓度稳定(空腹3.9-6.1 mmol/L)依赖胰岛素和胰高血糖素调控。
- 肝糖原和肌糖原储存多余葡萄糖,需时分解供能。
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细胞信号:
- 参与糖酵解中间产物(如6-磷酸葡萄糖)调控代谢途径。
- 参与糖蛋白、糖脂合成,影响细胞识别和信号传递。
三、生理作用
- 大脑与神经系统:唯一可直接利用的能量来源,低血糖可致意识障碍。
- 红细胞:依赖无氧糖酵解供能,维持氧气运输。
- 肾脏:肾小管重吸收葡萄糖(阈值约10 mmol/L),超标时尿糖阳性。
四、临床应用
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补液治疗:
- 5%葡萄糖注射液(等渗)用于补充体液和能量。
- 10%-50%高渗液用于低血糖、高钾血症或脑水肿。
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糖尿病管理:
- 监测血糖水平(空腹、餐后2小时)。
- 口服葡萄糖耐量试验(OGTT)诊断糖尿病。
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急救与手术:
- 快速补充能量,纠正电解质紊乱。
- 防止酮症酸中毒。
五、生物合成与降解
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合成:
- 植物通过光合作用(卡尔文循环)生成葡萄糖。
- 动物体内由糖异生途径(如丙酮酸→葡萄糖)补充血糖。
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降解:
- 糖酵解:葡萄糖→丙酮酸(净生成2 ATP)。
- 有氧氧化:丙酮酸进入线粒体,生成36-38 ATP。
六、安全与注意事项
- 高血糖风险:糖尿病患者过量摄入可能导致血糖飙升。
- 过敏反应:罕见,但可能引发皮疹、呼吸困难。
- 药物相互作用:与胰岛素、磺脲类药物联用需谨慎。
七、工业应用
- 食品工业:作为甜味剂、保湿剂、发酵原料(如啤酒、面包)。
- 医药领域:制备注射剂、培养基、药物载体(如葡萄糖酸钙)。
八、常见问题
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葡萄糖与果糖的区别:
- 葡萄糖为醛糖,果糖为酮糖。
- 果糖甜度更高,代谢不依赖胰岛素。
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口服葡萄糖耐量试验(OGTT):
- 空腹口服75g葡萄糖,2小时后血糖≥11.1 mmol/L诊断糖尿病。
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血糖正常范围:
- 空腹:3.9-6.1 mmol/L;餐后2小时:<7.8 mmol/L。
总结:葡萄糖是生命活动的基础物质,在能量供应、代谢调节和细胞功能中发挥核心作用。合理使用葡萄糖制剂可有效治疗低血糖、脱水等,但需警惕高血糖风险。