Glucose – Schlüsselmolekül des Kohlenhydratstoffwechsels

Zusammenfassung

Nahrungskohlenhydrate sind neben Fructose und Galactose hauptsächlich die aus dem Stärkeabbau stammende Glucose. Intrazellulär wird Glucose in der Glycolyse unter ATP-Gewinn zu Pyruvat umgesetzt. Unter aeroben Bedingungen, d. h. in Anwesenheit von Sauerstoff, kann Pyruvat nach Transport in die Mitochondrien unter hohem Energiegewinn weiter zu CO₂ und H₂O abgebaut werden, wie in Kap. 18 und 19 beschrieben wird. In den mitochondrienfreien Erythrocyten, im arbeitenden Muskel bei Vorliegen von Sauerstoffmangel, oder aber in stark proliferierenden Zellen wird das aus dem Glucoseabbau stammende Pyruvat vollständig bzw. teilweise zu Lactat umgewandelt. Der Abbau von Glucose zu Lactat ist entwicklungsgeschichtlich sehr alt und entspricht den Gärungsprozessen einzelliger Organismen. Der Pentosephosphatweg ist ein alternativer oxidativer Abbauweg der Glucose und liefert das für viele Biosynthesen und den Oxidationsschutz notwendige NADPH. Außerdem entstehen auf diesem Weg Ribose und andere Pentosen. Glucose wird v. a. in der Leber und dem Muskelgewebe in Form des Glucosepolymers Glycogen gespeichert, das strukturell große Ähnlichkeit mit der pflanzlichen Stärke hat. Die Gluconeogenese ist die endogene Synthese von Glucose aus Nicht-Kohlenhydraten wie den Aminosäuren. Sie ist für die Versorgung glucosepflichtiger Organe wie Erythrocyten, ZNS, und Nierenmark bei Nahrungsentzug verantwortlich und findet vorwiegend in Leber und Niere statt. Der Abbauweg der Fructose mündet in den der Glucose ein. Für die Spermien ist Fructose ein wichtiges Energiesubstrat. Glucose als Ausgangspunkt anderer Zuckermoleküle sowie der Stoffwechsel von Galactose sind Themen von Kap. 16.