Glucoza

Glucoza este un monozaharid, fiind metabolitul primar pentru producerea energiei în organism, ce are formula chimică C₆H₁₂O₆.

Principala funcție a glucozei în organism este aceea de a asigura necesarul de energie, glucoza fiind cea mai importantă sursă de energie a corpului.

Surse endogene și exogene de glucoză

Glucoza poate ajunge în organism atât din surse exogene, cât și din surse endogene.

Sursele exogene de glucoză sunt reprezentate de carbohidrați: carbohidrați simpli și carbohidrați complecși.

• Carbohidrații simpli sunt compuși chimici simpli, alcătuiți doar din unul sau două zaharuri (monozaharide sau dizaharide).
• Carbohidrații complecși au o structură chimică complexă, ce conțin trei sau mai multe zaharuri (oligozaharide sau polizaharide).

Prin digestie carbohidrații formează glucoză, galactoză sau fructoză, toți acești compuși sunt absorbiți la nivel intestinal, iar prin intermediul venei porte sunt transportați la ficat. Surse exogene de carbohidrați: cartofi, zahăr, dulciuri rafinate, făină, orez etc.

Glucoza poate proveni și din surse endogene: la nivelul ficatului și mușchiului striat (într-o proporție mai mică decât în ficat) se poate obține glucoză prin glicogenoliză. La nivelul mușchiului striat, glucoza este oxidată la acid lactic, acesta este transportat la ficat unde poate fi retransformat în glucoză care poate fi oxidată iarăși la nivelul țesuturilor. Acest proces poartă numele de ciclul acidului lactic sau ciclul Cori. (8, 9)

Digestia carbohidraților și absorbția glucozei

Digestia carbohidraților are loc înca de la nivelul cavității bucale și continuă la nivel intestinal. Aceasta se produce rapid cu ajutorul unor enzime numite glicozidaze. În timpul masticației acționează α-amilaza salivară care degradează legături α (1→4) aleatorii. După ajungerea conținutului gastric acid la nivelul intestinului subțire, are loc neutralizarea acestuia prin bicarbonatul secretat de glandele exocrine pancreatice, iar digestia carbohidraților continuă prin acțiunea α-amilazei pancreatice. Ultima etapă a digestiei are loc la nivelul duodenului și jejunului proximal sub acțiunea unor enzime numite dizaharidaze. Rezultatul final al procesului de digestie al carbohidraților îl reprezintă obținerea de monozaharide.

La nivelul membranei apicale a enterocitelor există un co-transportor de sodiu și glucoză (simporter – SGLT 1). Acesta folosește gradientul de sodiu creat de ATP-aza Na⁺/K⁺ care este situată la polul bazal al enterocitului. Ca urmare a acumulării de glucoză la nivelul citoplasmei enterocitului, aceasta este trimisă în circulația portală prin intermediul transportorului GLUT-2. (1, 2)

Glicoliza

Glicoliza reprezintă principala cale de degradare a glucozei, prin glicoliză molecula de glucoză este clivată în două molecule de piruvat, cu obținere de energie. Acest proces poate avea loc și în condiții anaerobe (în lipsa oxigenului), unde piruvatul este convertit la acid lactic ca urmare a oxidării NADH către NAD⁺.

Glicoliza cuprinde mai multe etape prin care substratul (glucoza) este transformat fie în piruvat fie în lactat. Aceste etape pot fi împărțite în două faze:

• În prima fază glucoza suferă două fosforilări în urma cărora se produc compuși mai activi decât glucoza, care nu pot părăsi celula. Astfel sunt produse o moleculă de gliceraldehid-3-fosfat (G3P) și o moleculă de dihidroxiaceton-fosfat (DHAP); cel din urmă va fi convertit către gliceraldehid-3-fosfat.
• În cea de-a doua faza, gliceraldehida-3-fosfatul este oxidată cu formare de produși intermediari înalt energetici ce vor servi la sinteza ATP-ului. (1, 2)

Glicemia – valori normale și patologice

Glicemia reprezintă concentrația glucozei în sânge. La o persoană sănătoasă, valoarea glicemiei à jeun este mai mică de 100 mg/dl. O valoare a glicemiei à jeun cuprinsă între 100-124 mg/dl corespunde unei stări numite prediabet. O valoare a glicemiei à jeun peste 125 mg/dl este caracteristică diabetului zaharat.

Determinarea glicemiei în orice moment al zilei trebuie să arate la persoanele sănătoase o valoare a glicemiei mai mică decât 200 mg/dl. O valoare peste 200 mg/dl pune diagnosticul de diabet zaharat.

În anumite cazuri poate fi efectuat testul de toleranță la glucoza administrată oral care constă în determinarea glicemiei à jeun, iar apoi se administrează o băutură ce conține 75 g glucoză dizolvată, după care pacientul face repaus două ore, iar apoi i se recoltează o altă probă de sânge și i se determină glicemia. Valorile glicemiei la persoanele sănătoase trebuie să fie mai mici de 140 mg/dl. Pacienții cu valori ale glicemiei cuprinse între 140 și 199 mg/dl se încadrează în starea de prediabet, iar diabetul este caracteristic valorilor glicemiei de peste 200 mg/dl.

Hemoglobina glicozilată (HbA1c) se obține ca urmare a formării unor legături între hemoglobină și glucoză. Valorile hemoglobinei glicozilate se pot corela cu valorile glicemiei din ultimele 2-3 luni (durata medie de viață a unui eritrocit este de 120 zile). La persoanele sănătoase, valoarea HbA1c trebuie să fie mai mică de 6,0% din valoarea totală a hemoglobinei. În stadiul de prediabet, valoarea HbA1c este cuprinsă între 6,0%-6,4%, iar în stadiul de diabet zaharat valoarea HbA1c depășește 6,5%. (1, 10, 11)

Mecanisme de reglare ale glicemiei

Glicemia este menținută în limite fiziologice ca urmare a existenței unor mecanisme reglatorii ce asigură un echilibru între procesele de eliberare în sânge a glucozei și între procesele ce realizează îndepărtarea glucozei din sânge. Există mai multe procese prin care nivelul glicemiei este menținut într-un interval normal:

• glicogenogeneza și glicogenoliză: în momentul în care există un exces de glucide în sânge (ex. postprandial), este favorizată trecerea glucozei din sânge la nivelul hepatocitelor, iar la acest nivel este favorizată glicogenogeneza cu producere de glicogen (forma de stocare a glucozei); glicogenoliza reprezintă procesul opus glicogenogenezei, în care glicogenul este scindat și are loc eliberarea de glucoza, iar acest proces se produce în cazul scăderii valorilor glicemiei (ex. în perioadele de post);
• glicoliza: procesul prin care are loc metabolizarea glucozei cu obținere de energie - postprandial precoce, glucoza este substratul preferat de către țesuturi pentru obținere de energie, cu scăderea nivelului glicemiei;
• gluconeogeneză: procesul prin care glucoza este sintetizată din aminoacizi sau alți compuși în momentul în care valorile glicemiei sunt scăzute;
• conversia glucozei în alți compuși organici.

Toate aceste procese sunt reglate de anumiți hormoni:

Insulina este cel mai important hormon implicat în reglarea metabolismului glucidic. Insulina se eliberează de la nivelul celulelor β-pancreatice ca urmare a creșterii valorilor glicemiei. Insulina este sintetizată sub forma unui prohormon (proinsulină), care sub acțiunea unei enzime acesta este scindat în insulină și peptid C. Legarea insulinei pe receptorul ei de la suprafața celulei duce la creșterea cantității de glucoză ce ajunge în celulă, iar la nivelul ficatului și mușchiului striat determină stimularea glicogenogenezei. De asemenea insulina determină scăderea glicogenogenezei din acizi grași și proteine.

Glucagonul este un hormon sintetizat la nivelul celulelor α-pancreatice ca urmare a hipoglicemiei. Prin acțiunile sale, glucagonul determină creșterea concentrației plasmatice a glucozei ca urmare a intensificării proceselor de glicogenoliză și gluconeogeneză.

Somatostatina este un hormon sintetizat la nivelul celulelor δ de la nivelul pancreasului ce are rolul de a inhiba eliberarea insulinei, dar și a hormonului de creștere.

Alți hormoni implicați in metabolismul glucidic sunt hormonul de creștere, glucocorticoizii, adrenalina, care au rol hiperglicemiant. (1, 2, 5, 6)

Hiperglicemia

Hiperglicemia reprezintă creșterea concentrației plasmatice a glucozei. O valoare mai mare de 125 mg/dl în cazul glicemiei à jeun, sau peste 200 mg/dl în cazul pacienților cărora li se efectuează testul de toleranță la glucoza administrată oral definesc noțiunea de diabet.

Există mai multe cauze ale hiperglicemiei:

• afecțiuni pancreatice: pancreatită cronică, hemocromatoză, fibroză chistică, neoplasm pancreatic;
• endocrinopatii: acromegalie, feocromocitom, sindrom Cushing;
• medicamente: diuretice tiazidice, interferon, glucocorticoizi;
• sepsis;
• diabet gestațional.

Diabetul zaharat de tip 1 apare ca urmare a distrucției celulelor β-pancreatice, rezultând un deficit de insulină. De obicei, acest tip de diabet apare în copilărie sau adolescență și mai este numit și diabet insulino-dependent pentru a sublinia faptul că la acești pacienți tratamentul cu insulină este obligatoriu pentru a preveni cetoacidoza.

În diabetul zaharat de tip 2, pacienții prezintă o rezistență la insulină și o secreție anormală de insulină, ceea ce duce la hiperglicemie. Acești pacienți pot fi mai predispuși la apariția cetoacidozei decât pacienții cu diabet zaharat de tip 1. (1, 3)

hipoglicemia

Hipoglicemia reprezintă scăderea concentrației plasmatice a glucozei sub valoarea de 70 mg/dl. Totuși hipoglicemia poate fi asimptomatică până la valori ale glicemiei mai mici de 55 mg/dl. Diagnosticul clinic de hipoglicemie se poate pune folosind triada Whipple: hipoglicemie (concentrație a glucozei plasmatice mai mică de 55 mg/dl), simptomatologie de hipoglicemie și remiterea simptomatologiei după administrarea de glucoză.

Hipoglicemia apare frecvent la pacienții diabetici ca urmare a tratamentului pe care aceștia îl urmează, dar la pacienții nediabetici pot exista mai multe cauze ale apariției hipoglicemiei precum:

• insulinom;
• malnutriție;
• sepsis, traumatisme, arsuri;
• insuficiență renală;
• insuficiență cardiacă;
• boli autoimune;
• sindrom Dumping. (1, 4, 7)