Glucose

Medizinische Expertise: Dr. med. Nonnenmacher
Qualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer nat. Frank Meyer

Letzte Aktualisierung am: 7. März 2024

Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.

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Glucose wird umgangssprachlich auch als Traubenzucker bezeichnet und gehört zu den Kohlenhydraten. Die Glucose stellt die wichtigste Energiequelle für den Körper dar. Erkrankungen der Leber, des Hormonsystems oder der Nieren können zu Störungen im Glucosestoffwechsel führen.

Was ist Glucose?

Glucose ist der wichtigste Energielieferant des menschlichen Körpers. Im Durchschnitt benötigt ein erwachsener Mensch im Ruhezustand rund 200 g Glucose pro Tag.
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Glucose ist ein sogenanntes Monosaccharid, ein Einfachzucker. Sie ist Bestandteil des normalen Haushaltszuckers und zudem Baustein von längerkettigen Kohlenhydraten wie Stärke oder Glykogen. Auch in den meisten Früchten ist neben der Fructose Glucose enthalten. Traubenzucker gehört zur Familie der Aldose.

Dabei handelt es sich um Zuckermoleküle, die eine Aldehydfunktion besitzen. Es gibt zwei verschiedene Formen der Glucose, die D-Glucose und die L-Glucose. Aber nur die D-Glucose ist natürlichen Ursprungs. Sie wird auch als Traubenzucker bezeichnet. Früher sprach man von der Dextrose. Im kristallinen Zustand erscheint die Glucose als weißes wasserlösliches Pulver mit einem süßen Geschmack. Chemisch betrachtet ist die Glucose ein Polyalkohol mit einem Molekülgerüst aus sechs Kohlenstoffatomen. Die genaue chemische Formel von Glucose lautet C6H12O6.

Funktion, Wirkung & Aufgaben

Das Gehirn und die roten Blutkörperchen decken ihren Energiebedarf einzig durch Glucose. Die Energiefreisetzung erfolgt dabei in den Mitochondrien der Körperzellen durch Glucoseabbau. Der Prozess des Glucoseabbaus wird auch als Glykolyse bezeichnet. Bei der Glykolyse entstehen unter anderem zwei ATP-Moleküle. ATP ist eine Abkürzung von Adenosintriphosphat. Das Molekül dient als Energiespeicher innerhalb von Zellen und wird bei zahlreichen Stoffwechselprozessen benötigt. Ein etwa 80 Kilogramm schwerer Mann verbraucht schätzungsweise zwischen 4,4 und 5,4 mmol ATP pro kg Körpergewicht pro Tag, was einem Verbrauch von etwa 352 bis 432 mmol ATP pro Tag entspricht. Bei der Glycolyse entstehen aber nicht nur diese beiden ATP-Moleküle, sondern auch noch weitere Produkte. Diese werden im sogenannten Citrat-Zyklus weiter verarbeitet.

Der Citrat-Zyklus vereinigt die Abbauwege von Kohlenhydraten, Proteinen und Fett. Die Endprodukte des Citrat-Zyklus werden wiederum für die Atmungskette in den Mitochondrien, den Kraftwerken der Zelle, benötigt. Während des Prozesses der Zellatmung entstehen weitere 38 ATP-Moleküle.

Bildung, Vorkommen, Eigenschaften & optimale Werte

Glucose ist als Baustein in Zweifachzuckern wie dem Milchzucker (Lactose) und dem Rohr- oder Rübenzucker (Saccharose) enthalten. Auch in Mehrfachzuckern wie der Raffinose und in Vielfachzuckern wie Glykogen, Stärke oder Cellulose findet sich Glucose. Damit ist Glucose Bestandteil zahlreicher Lebensmittel. Die industrielle Herstellung erfolgt durch eine enzymatische Spaltung von Mais- oder Kartoffelstärke. Deshalb wurde Glucose früher auch als Stärkezucker bezeichnet.

Biochemisch betrachtet wird Glucose hauptsächlich in Pflanzen mittels Photosynthese aus Wasser, Sonnenlicht und Kohlenstoffdioxid produziert. Normalerweise liegt Glucose in den Pflanzen aber nicht in freier Form vor, sondern ist in Zellstrukturen eingebettet. Erst während der Verdauung erfolgen die Aufspaltung dieser Zellstrukturen und der Abbau zu Glucose. Dafür werden Enzyme benötigt. Die Kohlenhydratverdauung beim Menschen beginnt bereits im Mund. Im Speichel findet sich das Enzym Amylase, welches Kohlenhydrate aufspalten und damit Glucose freisetzen kann.

Im Dünndarm wird die Kohlenhydratverdauung dann mit Enzymen aus der Bauchspeicheldrüse fortgesetzt. Da die Glucose für den menschlichen Körper lebenswichtig ist, gibt es einen Notfallmechanismus für Zeiten der Nahrungskarenz. Die Leber und die Nieren sind in der Lage Glucose zu synthetisieren. Dieser Vorgang wird auch als Gluconeogenese bezeichnet. Aus chemischer Sicht ist die Gluconeogenese eine Umkehr der Glykolyse, wobei die Gluconeogenese einen hohen Energiebedarf aufweist. Sechs Moleküle ATP werden verbraucht, damit ein Molekül Glucose entstehen kann.

Wird mehr Glucose aufgenommen, als der Körper benötigt, so erfolgt der Umbau zur Glykogen. Die Glykogensynthese erfolgt in der Leber und in den Muskeln. Dort wird das Glykogen gespeichert und dann bei vermehrtem Bedarf an Glucose wieder umgewandelt. Dieser Prozess heißt Glykogenolyse. Ein Teil der Glucose zirkuliert aber immer im Blut. Nur so kann der Energielieferant zu den Zellen gelangen. Für die Aufnahme in die Zellen wird Insulin benötigt. Die Höhe des Glucoseanteils im Blut bezeichnet man auch als Blutzucker. Der normale Nüchternblutzucker sollte unter 110 mg/dl bzw. unter 6,1 mmol/l liegen. Ab Werten von 126 mg/dl bzw. 7,0 mmol/l liegt ein manifester Diabetes mellitus vor.

Krankheiten & Störungen

Beim Typ 2 hingegen wird in der Regel noch ausreichend Insulin produziert, durch eine Insulinresistenz wird die Glucose aber von den Körperzellen nicht mehr richtig aufgenommen. Ein Diabetes mellitus macht sich durch starken Harndrang, vermehrten Durst oder trockene Haut und Infektanfälligkeit bemerkbar. Gefürchtet sind die langfristigen Folgen des erhöhten Blutglucosespiegels. Einen erhöhten Blutzuckerspiegel bezeichnet man auch als Hyperglykämie.

Durch Schäden der kleinen und großen Arterien sowie der Nerven kommt es zu Augen- und Nierenerkrankungen. Im Rahmen des Diabetes, aber auch aufgrund anderer Erkrankungen oder Stoffwechselprozesse kann es auch zu einer Hypoglykämie kommen. Als Hypoglykämie bezeichnet man einen zu niedrigen Blutzuckerspiegel. Bei einem Blutzuckerwert unter 50 mg/dl kommt es zu Symptomen wie Schweißausbrüchen, Bewusstseinseintrübungen oder Koma. Häufig tritt eine Hypoglykämie nach einer Überdosierung von Insulin oder oralen Antidiabetika auf.

Quellen

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