Monosakkaridler denilen basit şekerlerin en yaygını. Kapalı formülü C6H ı:0 6 olup, karbonhidratların monosakkaridler sınıfından bir aldoheksozdur.
Özellikleri: Glikoz beyaz-renksiz toz veya kristal şeklinde olup, mol ağırlığı 180 gr dır. Kokusuz, suda çözünen, oldukça tatlı bir maddedir. Spesifik gravitesi, 1,54. ve erime noktası 146°C dir. Nişasta ve glikojen (hayvan nişastası) glikozun polimerleşmiş halidir. Glikoz insan ve hayvan vücudu için vazgeçilmez bir maddedir. Enerji, canlılık ve bazı kimyasal maddelerin sentezi, glikozun parçalanmasıyla olur.
Bulunuşu: Üzümde ve hemen hemen bütün meyvelerda bulunur. Balda serbest halde bulunur. Kanda bulunur. Şeker hastalarının idrarlarında da glikoz çıkar.
Halkalı yapıya sahip glikoz, bir numaralı karbon atomu ile, beş numaralı karbondan elde edilir. Bu durumda bir numaralı karbon asimetrik olur. Bu karbondaki (OH) ve (H) pozisyonuna bağlı olarak -D-ghıkopiranos ve ŞD-glukopiranos olmak üzere iki çeşit glikoz meydana gelir.
elde edilişi: Glikoz ticari olarak mısır nişastasının hidroklorik asid ile hidrolizinden elde edilir.
Bileşikleri: Birinci karbondaki yarı asetal teşekkülü ile karbonil grubunda serbest kalmış hidroksil grubu, diğer bileşiğin hidroksil grubu ile reaksiyona girer ve iki bileşik (-C-0-C-) eterik bağlantısı ile birbirine bağlanırken su çıkar. Bu bileşiklere “glikozid” denir. Eğer bu olay iki glikoz veya glikoz ile bir şeker molekülü arasında oluyorsa meydana gelen bileşiğe disakkarid denir. Eğer aynı şekilde olmak kaydıyla bu olay üç şeker arasında oluyorsa elde edilen bir trisakkariddir. Bu olay (n) tane şeker molekülü arasında olursa polisakkaridler (nişasta, selüloz ve glikojen gibi) meydana gelir.
Mesela:
Glikoz +fruktoz — Sakkaroz (kamış veya pancar şekeri)
Glikoz +galaktoz — Süt şekeri
n tane glikoz — nişasta, selüloz vs
Glikozun 6. karbonundaki hidroksil grubunun oksidlenmesi ile glukuronik asid elde edilir. Bu asidin vücuttaki rolü, alkol veya fenol hidroksil grubu taşıyan zehirli bileşikleri zararsız aseteller haline getirmektir. Bu asetaller suda çözündükleri için idrarla dışarı atılırlar. Glukuronik asidden vücutta heparin maddesi meydana gelir ki, bu kanın pıhtılaşmasını önler. Glukuronik asidin polimerleşmesi ile meyvalarda pektin maddesi husule gelir.
Kullanılışı: Glikoz, şekerleme ve diğer yiyeceklerin imalinde kullanılır. Glikoz çözeltisinin koruyucu özelliği vardır. Glikoz çözeltileri bakterilerin çoğalmalarını önler. % 5- % 10 luk çözeltileri ağızdan beslenemeyen hastalara damar yoluyla verilir.
Biyolojisi: D-Glikoz organizmaların bir çoğunda başlıca enerji kaynağıdır. Nişasta, glikojen ve selüloz gibi en yaygın polisakkaridlerin temel yapı taşını teşkil eder. Nişasta, sakkaroz, laktoz sindirim ürünlerinden emilim sonucu kana geçen monosakkaridlerin büyük kısmı glikozdur. Az miktarda fruktoz, galaktoz, mannoz ve glukozamin de emilip karaciğer tarafından alınırlarsa da, burada bunlar da glikoza çevrilirler. Karaciğerde bir kısım glikoz molekülünden glikojen yapılır. Bir kısmının yükseltgenmesiyle enerji hasıl olur.
Bir kısmından da yağ asidleri, amino asidler vs. birtakım maddeler yapılır. Normal bir insanda açlıkta kandaki glikoz miktarı, 100 mililitrede 70-110 mg arasındadır. Kan şekerinin normalden düşük olmasına tıp dilinde “hipoglisemi” , normalden daha yüksek olmasına ise “hiperglisemi” adı verilir.
Böbrekte glikoz ilkel idrardan tam olarak geri emilir ve son idrarda glikoz bulunmaz. Kan glikozu % 170-180 mg’ı geçince, idrarda glikoz çıkmaya başlar. İdrarda şeker çıkması olayına başta şeker hastalığı olmak üzere, böbrek hastalıklarında, iç salgı bezlerinin hastalıklarında, beyin hasarı yapan durumlarda, çeşitli zehirlenmelerde ve enfeksiyon hastalıklarında rastlanır.
Dokularda glikoz-oksijen metabolizması: Glikojen bitki hücrelerindeki nişastanın karşılığı olan hayvani hücrelerin glikoz depo şeklidir. Karaciğerin yaş ağırlığının % 10 una kadar olabilir. İkinci önemli depolanma yeri iskelet kaslarıdır. Kas dokusu karaciğerden daha az glikojen ihtiva etmekle birlikte, kas dokusunun vücutta bulunuş oranının fazla olması sebebiyle netice olarak vücuttaki glikojenin büyük kısmı kaslardadır.
Karaciğer glikojeni kan glikozunun normal seviyede tutulması için kana glikoz veren, kas glikojeni de kas kasılması için gerekli enerjiyi kolaylıkla sağlayan kaynaklardır. Kas çalışması neticesinde glikojenin yakılmasından meydana gelen laktik asit, karaciğere taşınır ve burada glikojene çevrilir. Kas hücreleri eksilen glikozlarını kandan alırlar. Karaciğer glikojeninden kan glikozunun, kan glikozundan kas glikojeninin, kas glikojeninden laktik asidin ve tekrar karaciğer glikojeninin teşekkülü bir siklus (devir) şeklindedir. Buna “cori siklosu” denir.
Glikojenez: Glikozun dokularda glikojen halinde depolanması esnasında glikoz, mevcut glikojen molekülündeki düz poliglikoz zincirinin indirgen olmayan ucuna veya yan dallarının ucuna göre 1-4 veya 1-6 glikozid bağlarıyla bağlanması, böylece yeni dallar teşekküllü ile var olan moleküllerin büyümesidir. Kısacası bu olay glikojen sentezidir denilebilir. Glikozdan başka mannoz, galaktoz, fruktoz, ve glukozaminden de glikojen sentez edilir. Ancak bunların bu işte kullanılması için önce karaciğerde glikoza çevrilmeleri gerekir.
Glikoneojenez: Organizmada karbonhidrat olmayan maddelerden glikojen yapılması işidir. Bunların başlıcaları, glikoplastik amino asidler, laktik asid, pirüvik asid ve gliseroldıir. Bütün bu maddeler önce glikoza çevrildikten
sonra, glikojen teşekkülünde kullanılırlar. Besinlerden kâfi miktarda karbonhidrat alınmadığı durumlarda, vücuda gerekli glikozu glikoneojenez temin eder.
Glikojenoliz: Kandaki glikoz seviyesi azaldığı zaman karaciğerdeki glikojen moleküllerinden glikoz birimleri ayrılarak kana verilir. Karaciğerin glikojenden glikoz husule getirmesine glikojenoliz denir. Karaciğer ve hasta glikojeni glikoza yıkan enzimler bulunur. Bu enzimler fosforilazlar denilen gruptur. Karaciğer ve kaslardaki glikojenolizde ayrı cins fosforilazlar vazife alır ve kas glikojeninden açığa çıkan glikoz kana verilmez. Açlık hallerinde organizma karaciğerdeki glikojenden glikozları ayırmak suretiyle enerji kaynağı temin eder.
Glikozun yıkımları: Glikoz vücutta diğer altı şekerli karbonhidratlara ve türevlere döndüğü gibi, diğer monosakkaridlere ve onların değişik şekillerine de dönebilir. Bunlardan başka glikozun tam yıkılması gerektiği durumlarda çok daha ileri reaksiyonlarla C02 ve H :0 ya kadar yıkılır. Glikoz organizmada başlıca iki yoldan yıkılır: l) Embdenmayerhof+tr-ikarboksilik asid siklusu yolu.2) Pentoz fosfat yolu. Vücutta glikozun büyük kısmı birinci yolla yıkılır ve bu yıkılış iki safhada olur. Birinci safha glikojenin veya glikozun birçok ara maddeler üzerinden laktik aside yıkılmasıdır ki, buna glikoliz (Embden-Mayerhoff yolu) adı verilir. İkinci safha glikolizin ara maddelerinden biri olan pirüvik asidin asetil-Coa’ya dönüştükten sonra, trikaboksilik asid siklusunda C 0 2ve H :0 ya yükseltgenmesidir
Glikoliz: Basit bir hadise olmayan glikoliz, basamak basamak yürüyen ve çeşitli ara maddeler üzerinden geçen bir reaksiyondur. Glikozun laktik aside dönüşmesinde bütün reaksiyonlar genel olarak:
Glikoz 4- 2ADP + 2 P i——————————– 2 Laktik asid + 2 ATP şeklinde özetlenebilir. Bu denklemde
görüldüğü gibi laktik asidin glikozdan teşekkülü için oksijene ihtiyaç yoktur. Başka bir ifade ile glikoliz, birçok dokularda, hücrenin sitozol kısmında, oksijensiz dokularda meydana gelir yani anaerobiktir. Bu reaksiyonun anaerobik olması, kasların birdenbire kasılabilmeleri için önemlidir. Çünkü oksijenin kan yoluyla dokulara gelmesi oldukça yavaş vukubulur. Bu sebeple kasda glikoliz gibi ATP şeklinde enerji molekülleri hasıl eden reaksiyonların anaerobik olması gerekir ve bu yaratılışdan da en uygun şeklinde yapılmıştır. Dinlenme esnasında kas çalışması için gereken enerjiyi solunum zincirinde teşekkül eden ATP temin eder. Fakat aşırı kas çalışmasında, mesela bir koşuda kasların birdenbire ve devamlı kasılmaları için gereken ATP nin anaerobik yoldan, yani glikoliz ile temini icab etmektedir.
İstirahat halindeki kas çalışmalarında, yani oksijenli enerji temininde laktik asid birikimi olmaz. Pirüvik asid de C02 ve suya kadar yıkılır. Buna karşılık oksijenin mevcut olduğu durumlarda da oksijensiz glikoliz hadisesi kullanılabilir. Cenin dokusu mevcudiyeti, habis urlar, çabuk gelişen bazı dokular, böbrek, omurilik, bağırsak gibi bazı organ ve sistemlerde meydana geldiği iyice bilinir. Gözdeki retina kısmı, kanın alyuvarları ve kıkırdak dokusunda enerji elde etmek için yalnız glikoliz yolu kullanılır.
Trikarboksilik asid siklusu: Glikoz yıkılışının ikinci safhası, pirüvik asidin oksidatif dekarboksilasyonu yolu ile meydana gelen, Asetil-CoA’nın trikarboksilik asid siklusuna girerek C02 ve suya yükseltgenmesidir. Buradaki yakıt maddesi olan asetil-CoA, başlıca karbonhidrat ve yağlardan temin edilir. Birbirini izleyen bir seri enzim reaksiyonundan ibaret olan trikarboksilik asid siklusuna “sitrik asid siklusu” veya bu siklusu aydınlatan bilim adamının adına izafeten “ Krebs siklusu” denir. Bu yoldan glikozun C02 ve suya yükselt•genmesiyle toplam 36 mol, ATP meydana gelmiş olur ve toplam 252.000 kalorilik bir enerji kazancı olur.
Pentoz fosfat yolu: Glikozun organizmada ikinci yıkılış yolu olan bu işlem muhtemelen en çok karaciğerde husule gelir. Glikoz oksidasyonunun yarısından azı bu yolla olur. Bu yol karaciğerde, böbreküstü bezi kabuğunda, yağ dokusunda, alyuvarlarda, yumurtalıklarda ve süt verme esnasında meme bezlerinde aktiftir.
Diğer taraftan biosentez reaksiyonlarındaki indirgenmeleri sağlayan NAD PH ’ın, organizmadaki başlıca kaynağı, pentoz fosfat yoludur. İndirgenmiş NADP yağ asitlerinin ve steroidlerin biosentezinde, glutationun
indirgenmiş halde tutulmasında ve daha birçok reaksiyonda kullanılır.
İdrarda Şeker Tayini
Şeker taze hazırlanmış Fehling çözletisi ile aranır.
Yirmidört saatlik idrar toplanır. Deney tüpüne yarıdan fazla konarak, kaynatılır, üzerine iki üç damla asetik asit konarak, albümin çöktürülür. Süzgeç kâğıdından süzülür. Süzüntüden deney tüpünün üçte birine kadar konur. Üzerine aynı miktarda sodyum hidroksit çözeltisi ve birkaç damla bakır-Cu(OH)2 hidroksit çözeltisi konur çözelti koyu mavi olur. Alevde ısıtıldığında kaynamaya başlam adan önce sarı bakır-I-hidroksit (CuOH) bulanıklığının görülmesi, şeker olduğunu belirtir. Sarı turuncu bulanıklık, yavaş yavaş hasıl olursa, şekerin az olduğunu gösterir. Kaynayınca hasıl olursa, şeker çok az demektir.