糖尿病知识:葡萄糖的多个面孔

2020-12-01 14:19:14 zqhk 5

葡萄糖虽然是能量代谢的基石,但自然界的葡萄糖绝大多数并非以单糖的形式存在,而是一个个链接起来形成多糖。

图片关键词

常见的多糖分三种形式:淀粉、糖原和纤维素。葡萄糖之所以要形成多糖主要是因为渗透压。葡萄糖易溶于水,如果葡萄糖以单糖的形式集聚,高浓度葡萄糖产生的巨大渗透压会把细胞涨破掉,因此大量储存葡萄糖唯一的办法就是串联成多糖。在水溶液中一分子淀粉与一分子葡萄糖产生的渗透压是一样的,更何况淀粉溶解度很低。多糖使得生物体中大规模储存葡萄糖成为可能。淀粉分直链和支链两种,直链淀粉是由成百上千个葡萄糖线性链接而成,它会形成一种独特的双螺旋相当致密的二级结构,难以消化,进食后不仅不会升高血糖,还会降糖改善代谢,因此我们又称它抗性淀粉。而我们平时所吃的面食中主要含支链淀粉,支链淀粉是由几千个葡萄糖组成树枝状的分叉结构,容易消化,生糖指数很高。植物体内储存葡萄糖的多糖叫淀粉,而动物体内叫糖原。糖原其实是支链淀粉的升级版本,分支更加密集。糖原的代谢都是从端头开始,端头越多,代谢的速度越快,糖原分子中多达8%-10%的葡萄糖处于端头,这样便于快速的合成与分解,能够精密地调控糖代谢。


葡萄糖在我们印象里是一种“食物”,可事实上它在自然界主要用于组成植物的“骨架”,就是纤维素。当我们吃饭的时候,很多人都知道吃的淀粉是葡萄糖的聚合物,但极少人会想到,木头餐桌其实也是由葡萄糖组成的。事实上我们穿的全棉衣服和盖的棉被,这些都是由葡萄糖构成的纤维素。

图片关键词

纤维素从一级结构看与直链淀粉相似,区别在于,直链淀粉的葡萄糖残基之间是a-1,4糖苷键,而纤维素的葡萄糖残基之间是b-1,4糖苷键,b-1,4糖苷键将葡萄糖“正反正反”这样链接起来,再加上链内氢键和链间氢键,极为牢固。纤维素是构成细胞壁的主要成分,而细胞壁甚至会组成树干这样高强度的结构。动物包括人类的消化道只能分泌a-糖苷酶,不能分泌b-糖苷酶,因此我们只能利用淀粉,却无法消化纤维素。只有反刍动物和白蚁消化道内的细菌能分泌b-糖苷酶,因此它们能够将草木化解为葡萄糖利用。


自然界的纤维素只有微生物和真菌能够降解,如果没有细菌,地球上将充满着枯死的植物,动物和人类都无法生存。


供稿:上海市医学会糖尿病分会 糖尿病教育与管理学组

审核:刘伟  上海市医学会糖尿病分会糖尿病教育和管理学组组长