Glucosio

Cos'è il glucosio?

Glucosio  o destrosio o zucchero d'uva è uno zucchero semplice o monosaccaride, che appartiene ai carboidrati semplici .

Fatti sulla nutrizione:

• Calorie per grammo =3,8
• Indice glicemico =100
• Dolcezza, relativa al saccarosio = 70-80%
• Carboidrati netti =100%

Formula chimica e immagine del glucosio

La formula del glucosio è C₆ H₁₂ O₆ .

Immagine 1. Struttura del glucosio

Funzioni del glucosio nel corpo umano

Il glucosio è una fonte di energia. Il glucosio degli alimenti può fornire 3,8 calorie per grammo ; glucosio in polvere e glucosio per infusione endovenosa, disponibili come destrosio monoidrato, possono fornire 3,4 calorie per grammo  .

Il glucosio è un precursore di fruttosio, galattosio, ribosio e desossiribosio (nell'RNA e nel DNA nei cromosomi), lipidi, proteine, acido glucuronico, glucosamina e galattosamina (nella cartilagine) e altre sostanze necessarie per il corretto funzionamento del corpo.

Il glucosio è un nutriente essenziale?

La sindrome da carenza di glucosio non è stata osservata finora, quindi il glucosio, come altri carboidrati, non è considerato un nutriente essenziale.

Qual ​​è l'assunzione di glucosio consigliata?

Non è necessario consumare glucosio o altri carboidrati contenenti glucosio, come amido o saccarosio, per sopravvivere e mantenere normali livelli di glucosio nel sangue, purché si consumino abbastanza altri nutrienti da cui il glucosio può essere prodotto nel corpo:proteine, grassi, fruttosio o galattosio  o alcoli di zucchero, come sorbitolo o xilitolo . La produzione di glucosio da fonti non di carboidrati (alimentari o grasso corporeo e proteine) è chiamata gluconeogenesi .

Durante una normale dieta ricca di carboidrati, il tuo cervello può utilizzare solo il glucosio come carburante. Il cervello brucia circa il 20% delle calorie totali che assumi (2.000-2.500 Cal/giorno nella dieta di una persona sedentaria), quindi circa 400-500 calorie al giorno, che puoi ottenere da 100-130 grammi di glucosio .

Dieta a basso contenuto di carboidrati. Se inizi a consumare meno di 100 g di glucosio al giorno, il primo giorno il tuo corpo produrrà glucosio dalle riserve di glicogeno nel fegato e nei muscoli e successivamente dalle proteine ​​e dai grassi che mangi. Se smetti di mangiare (digiuno, fame), alcuni grassi delle tue riserve corporee verranno convertiti in glucosio e chetoni ed entrambi saranno usati come carburante per il tuo corpo, compreso il cervello. Alcuni dei chetoni appariranno nel tuo sangue, noto come chetosi e, una volta espulsi, daranno un odore fruttato o simile all'acetone al tuo alito e alle tue urine. Se muori di fame per un periodo prolungato, quando le tue riserve di grasso corporeo sono esaurite, le proteine ​​dei muscoli inizieranno a rompersi e verranno in parte convertite in glucosio e utilizzate come carburante per il cervello e il resto del corpo.

Qualsiasi mancanza di glucosio in una dieta di per sé non dovrebbe essere dannosa per una persona sana con un adeguato apporto calorico. Per prevenire la chetosi altrimenti innocua e l'alito fruttato, devi consumare la quantità di carboidrati che producono circa 100 grammi di glucosio, consumando, ad esempio, 200 grammi di pane o 2,3 tazze (363 g) di riso al giorno. C'è anche il 50% di glucosio nel saccarosio e nel lattosio.

Ci sono alcuni motivi per non consumare quantità eccessive di glucosio (vedi Il glucosio può essere dannoso per te?).

Cibi ricchi di glucosio

• Frutta e miele può contenere quantità significative di glucosio libero presente in natura (come zucchero semplice).  La frutta secca contiene più glucosio per grammo di quella fresca.
• Glucosio aggiunto agli alimenti come dolcificante che è etichettato come "glucosio" o "destrosio", si possono trovare alcuni succhi di frutta, frutta sciroppata e altri cibi in scatola, bibite analcoliche, marmellate, latticini, pasticcini, gelati, dolci, snack, salse, condimenti per insalate, liquori , alimenti per lattanti e altri  alimenti, nonché alcuni sciroppi e pillole medicinali.
• "Compresse energetiche" può contenere glucosio (destrosio).
• Sciroppi ad alto contenuto di glucosio includono glucosio liquido o destrosio liquido , zucchero invertito, sciroppo di mais ad alto contenuto di fruttosio (HFCS), sciroppo di palma da datteri, sciroppo di mais (sciroppo di glucosio) e nettare d'agave  (Grafico 1).
• Glucosio in polvere è disponibile in commercio come "destrosio", "zucchero d'uva"  o "zucchero di mais".
• Solidi di sciroppo di mais o solidi di sciroppo di glucosio o sciroppo di glucosio essiccato è una polvere ottenuta dall'essiccazione dello sciroppo di glucosio.
• Cereali, verdure, legumi, noci e semi di solito contengono meno di 2 grammi di glucosio libero presente in natura.

Grafico 1. fonti:

Altre fonti alimentari di glucosio

Durante la digestione, il glucosio viene rilasciato dagli alimenti contenenti amido, destrina, maltodestrina, saccarosio, lattosio, maltosio, trealosio e glicogeno.

Fonti del grafico 2:

Assorbimento e tolleranza al glucosio

Il glucosio viene assorbito nell'intestino tenue, principalmente nel digiuno, ma anche nel duodeno e nell'ileo. La velocità di assorbimento del glucosio dipende in parte dalla velocità di svuotamento gastrico del glucosio. In vari studi, le soluzioni di glucosio al 5%, 12,5% e 25% sono state svuotate dallo stomaco alla stessa velocità:circa 30 grammi all'ora, ovvero circa 2 calorie al minuto .

Limite di assorbimento del glucosio (o soglia di rilassamento) potrebbe essere di 60 grammi all'ora o, secondo un'altra fonte, 120 grammi all'ora ; tassi più elevati di ingestione di glucosio possono scatenare la diarrea, specialmente nei bambini piccoli.

Il glucosio viene assorbito nel digiuno (la parte centrale dell'intestino tenue) con l'aiuto di molecole di trasporto SGLT1 (il trasportatore del glucosio-galattosio sodio-dipendente) e GLUT2 trasportatori e nell'ileum (l'ultima parte dell'intestino tenue) e colon con l'aiuto di GLUT7 trasportatori.

Fattori che influenzano il tasso di assorbimento del glucosio

• Il tipo di carboidrato ingerito (vedi Grafico 3). L'effetto di vari carboidrati sull'aumento dei livelli di glucosio nel sangue in individui sani (in ordine decrescente):glucosio> saccarosio> amilopectina > amilosio . I prodotti ad alto contenuto di amilosio hanno un indice glicemico (GI) inferiore rispetto a quelli a basso contenuto di amilosio . In uno studio del 1987 su soggetti con diabete 2, i livelli di glucosio nel sangue erano notevolmente inferiori dopo l'ingestione di fagioli, lenticchie e muffin ad alto contenuto di amilosio rispetto a soluzioni di glucosio, pane integrale, patate, fiocchi d'avena e riso, tutti contenenti la stessa quantità di carboidrati.
• Tasso di svuotamento gastrico :
  • Fattori che STIMULA svuotamento gastrico e quindi assorbimento del glucosio:
    • Liquido pasto, pasto maggiore volume e concentrazione di carboidrati, dieta regolare ad alto contenuto di carboidrati, caffeina, miscela di spezie indiane Garam Masala, alimentazione eccessiva
    • Bassi livelli di glucosio nel sangue (ipoglicemia), obesità, diabete mellito di tipo 1 e 2
    • Svuotamento gastrico rapido: acalasia, neuropatia autonomica nell'alcolismo o nel diabete, ipertiroidismo, sindrome dell'intestino irritabile, ulcere duodenali, chirurgia dello stomaco, tireotossicosi.
    • Farmaci (uso a lungo termine): azitromicina, cannabis, cimetidina, claritromicina, eritromicina, orlistat, ormoni tiroidei
    • Lo svuotamento gastrico è più rapido negli uomini che nelle donne.
  • Fattori che RALLENTA svuotamento gastrico e quindi assorbimento del glucosio:
    • Grassi, proteine, fibra solubile viscosa (beta-glucano nell'avena o gomma di guar), dieta a basso contenuto di carboidrati a lungo termine, caffè decaffeinato
    • Farmaci antidiabetici (acarbosio, metformina, exenatide, pramlintide),
    • Nausea, dolore (compresa emicrania), ipotermia, febbre, dispepsia funzionale, infezioni, traumi gravi, lesioni del midollo spinale alla testa o al collo, distensione dello stomaco dopo abbuffate,
    • Svuotamento gastrico ritardato o gastroparesi: insufficienza surrenalica, malattia critica, diabete mellito, ulcera gastrica e altre condizioni dello stomaco o dell'addome (cancro, malattia della cistifellea, pancreatite, cirrosi epatica, malattia renale cronica), iperglicemia, immobilizzazione, condizioni neurologiche (neuropatia autonomica, sclerosi multipla, ictus, morbo di Parkinson ), chirurgia dello stomaco
• Disturbi dell'intestino tenue:
  • Digestione dei carboidrati alterata per carenza di enzimi digestivi:insufficienza pancreatica da pancreatite cronica, cancro del pancreas, resezione del pancreas, fibrosi cistica, malassorbimento di glucosio-galattosio, deficit di sucrasi-isomaltasi
  • Assorbimento del glucosio alterato a causa di celiachia, fibrosi cistica, morbo di Crohn, sindrome da carenza del trasportatore del glucosio 1 (GLUT1 DS), indurimento delle arterie (aterosclerosi) che alimentano l'intestino, linfoma, proliferazione batterica intestinale tenue (SIBO), rimozione chirurgica di parte dell'intestino tenue ( sindrome dell'intestino corto), diarrea cronica grave
• Sostanze e farmaci che influenzano l'assorbimento del glucosio: analgesici (paracetamolo), antiacidi (idrossido di alluminio), anticolinergici (atropina), meclozina), antidepressivi (amitriptilina, duloxetina), antipsicotici (aloperidolo, litio), cannabis, lassativi, L-dopa, melatonina, nicotina, farmaci antinfiammatori non steroidei (ibuprofene, indometacina), oppioidi (codeina, eroina, morfina), serotonina, sucralfato

Malassorbimento o intolleranza al glucosio-galattosio

Individui con una rara malattia genetica malassorbimento di glucosio-galattosio hanno una compromissione dei trasportatori SGLT1, molecole nel rivestimento intestinale che consentono l'assorbimento di glucosio e galattosio. Il sintomo principale, che compare nei neonati, è una grave diarrea dopo aver consumato glucosio, galattosio, saccarosio (glucosio + fruttosio), lattosio (glucosio + galattosio), isomaltulosio, trealosio, amido e altri carboidrati contenenti glucosio o galattosio. La malattia non può essere curata, ma i sintomi possono essere prevenuti evitando i carboidrati contenenti glucosio e galattosio. Gli individui affetti possono sopravvivere fino all'età adulta e alcuni di loro possono iniziare a tollerare meglio il glucosio con il tempo.

Sindrome da deficit del trasportatore di glucosio 1 (GLUT1 DS)

GLUT1 DS è una rara malattia genetica con la mancanza del trasportatore necessario per trasportare il glucosio dal sangue al cervello, il che significa che il cervello degli individui affetti non può utilizzare il glucosio come combustibile. I sintomi possono includere convulsioni (di solito prima dei due anni), piccola dimensione della testa (non presente alla nascita), disturbi del movimento, disturbi del linguaggio e dell'apprendimento . Non esiste una cura per GLUT1 DS; i sintomi possono essere in parte prevenuti da una dieta a basso contenuto di carboidrati o chetogenica.

Metabolismo del glucosio

Quando il glucosio viene assorbito dall'intestino nel sangue, innesca il rilascio dell'ormone insulina dal pancreas. L'insulina permette al glucosio di entrare nei muscoli e nelle cellule adipose. Il glucosio può entrare nel cervello, nel fegato, nella pelle, negli organi interni e nei globuli senza l'aiuto dell'insulina. Una volta all'interno delle cellule, il glucosio può essere scomposto per rilasciare energia in due modi:

• Durante il riposo e l'esercizio fisico moderato, il glucosio viene scomposto in presenza di ossigeno in anidride carbonica (CO2)  e acqua. Il processo produce energia sotto forma di 30-38 molecole di ATP.
• Durante l'esercizio fisico intenso, come lo sprint, quando l'ossigeno non può essere erogato abbastanza rapidamente ai muscoli per il metabolismo aerobico, il glucosio viene scomposto in lattato. Il processo produce energia sotto forma di 2 molecole di ATP.

Quando la quantità di glucosio dalla dieta supera il tuo attuale fabbisogno energetico corporeo, un po' di glucosio, fino a circa 500 grammi in una persona media e fino a circa 1.000 grammi in un atleta allenato, può essere immagazzinato come glicogeno (un polisaccaride composto da glucosio) nel fegato e nei muscoli. Durante l'esercizio, fino a circa 60 grammi di glucosio all'ora possono essere utilizzati per produrre energia (ossidato). Quando le riserve di glicogeno sono piene, qualsiasi altro glucosio alimentare può essere convertito in grassi corporei (trigliceridi)  oppure, durante l'allenamento, alle  proteine ​​muscolari .

Vitamine e minerali coinvolti nel metabolismo dei carboidrati :

• Vitamina B1 (tiamina)
• Vitamina B2 (riboflavina)
• Vitamina B3 (niacina)
• Vitamina B5 (acido pantoothenico)
• Vitamina B7 (biotina)
• Cromo
• Ferro
• Magnesio
• Manganese

Livelli normali di glucosio nel sangue

• Livelli glicemici normali a digiuno (mattutino): 70-99 mg/100 ml o 3,9-5,5 mMol/L
• Livelli glicemici normali 2 ore dopo l'ingestione di 75 grammi di glucosio (test di tolleranza al glucosio orale o OGTT): meno di 140 mg/100 ml o  3,9-8,1 mmol/L

Effetto del glucosio nella dieta sui livelli di glucosio nel sangue

• Ci sono circa quattro grammi di glucosio nel sangue di una persona di 70 kg (154 libbre).
• Non è necessario consumare cibi contenenti carboidrati o, per qualche tempo, qualsiasi alimento per mantenere normali livelli di glucosio nel sangue, poiché il tuo corpo può sintetizzare tutto il glucosio di cui ha bisogno dai grassi o dalle proteine ​​della dieta.
• Il glucosio alimentare ha un alto indice glicemico (GI =100), il che significa che può aumentare notevolmente i livelli di glucosio nel sangue. Il glucosio dei pasti con basso indice glicemico provoca livelli di glucosio nel sangue più bassi dopo i pasti rispetto al glucosio dei cibi con alto indice glicemico.
• Negli individui con diabete mellito di tipo 1 o 2, i pasti ricchi di glucosio possono causare iperglicemia transitoria.
• Nelle persone sensibili, i pasti ricchi di glucosio possono innescare un'ipoglicemia postprandiale (reattiva).
• In uno studio, durante l'esercizio all'intensità del 70% solo il 34% del glucosio ingerito è apparso nel sangue e durante l'esercizio all'intensità dell'83% solo il 25%.

Possibili benefici per la salute del glucosio

Il glucosio del cibo può fornire 3,8 calorie di energia per grammo.

Il glucosio per via orale o per iniezione può trattare bassi livelli di glucosio nel sangue (ipoglicemia).

Il glucosio ingerito insieme al fruttosio favorisce l'assorbimento del fruttosio e quindi aiuta a prevenire il gonfiore o le feci molli dopo l'ingestione di fruttosio in soggetti con malassorbimento di fruttosio.

Glucosio ed esercizio fisico

L'ingestione di glucosio può migliorare le prestazioni durante l'esercizio fisico moderato ma non intenso.

• In uno studio del 1998, l'ingestione di 250 ml di soluzione di glucosio all'8% ogni 15 min da parte di ciclisti allenati ha migliorato del 30% il tempo di esaurimento durante il ciclismo a 70% di intensità; in un altro studio, l'ingestione di 100 ml di soluzione di glucosio all'1,6% ogni 10 minuti da parte di uomini attivi ma non allenati, ha prolungato di circa il 20% il tempo all'esaurimento durante un esercizio moderato.
• In uno studio del 2000, l'ingestione di 84 grammi di glucosio in una soluzione al 6% da parte di uomini addestrati non ha avuto alcun effetto sul tempo fino all'esaurimento durante l'esercizio a un'intensità dell'83%. In uno studio del 1992, l'ingestione di una soluzione con il 4,5% o il 17% di glucosio non ha influenzato in modo significativo il tasso di utilizzo del glucosio (ossidazione) da parte dell'organismo durante 80 minuti di esercizio al 70% di intensità.

Memoria

In molti studi, il glucosio in quantità fino a 50 grammi assunto prima dei compiti di memoria migliorava la memoria a breve termine o l'attenzione nei bambini, nei giovani e negli anziani sani e nelle persone anziane con demenza senile, la memoria a lungo termine, ma in uno studio non è stato così influenzare la memoria.

Il glucosio può essere dannoso per te?

Glucosio e carie dentale

Il glucosio può favorire la carie dentale, perché i batteri presenti nella bocca lo scompongono in acidi, che possono demineralizzare lo smalto dei denti.

Diabete o intolleranza al glucosio

Nel diabete mellito di tipo 1, il pancreas non produce abbastanza insulina ormonale, quindi il glucosio non può entrare nei muscoli e nelle cellule adipose, quindi si accumula nel sangue e provoca iperglicemia. Nel diabete di tipo 2, le cellule del corpo sono parzialmente resistenti all'insulina, quindi hanno una ridotta capacità di assorbire il glucosio, quindi, ancora una volta, il glucosio si accumula nel sangue.

Fattori di rischio per il diabete mellito di tipo 2:

• Dieta ricca di carboidrati
• Obesità
• Antidepressivi (farmaci)
• Fegato grasso non alcolico
• Binge alcolismo era associato all'aumento del rischio di diabete 2 nelle donne.
• 45-70% alcolisti cronici con malattia epatica alcolica (epatite o cirrosi) hanno intolleranza al glucosio o diabete di tipo 2.

Cause dell'iperglicemia negli individui con diabete :

• Eccessivo consumo di cibi a base di carboidrati, in particolare quelli ad alto indice glicemico, come zucchero da tavola, pane bianco, cornflakes, patate
• Dose insufficiente di insulina o pillole antidiabetiche
• Stile di vita sedentario
• Stress emotivo
• Infezioni, come raffreddore o influenza, lesioni, malattie gravi, interventi chirurgici
• Alcuni farmaci, come gli steroidi

L'iperglicemia di per sé non necessariamente provoca alcun sintomo, ma quando la glicemia supera un certo livello, il glucosio inizia a essere escreto nelle urine e trascina con sé l'acqua, cosa che può provocare disidratazione con sete e fame insolite, consumo eccessivo di alcol, minzione eccessiva, minzione durante la notte, prurito, affaticamento, dimagrimento inspiegabile. L'iperglicemia nel diabete viene trattata con insulina, farmaci antidiabetici orali e dieta.

Glucosio e calo della pressione sanguigna dopo i pasti (ipotensione postprandiale)

Pasti ricchi di carboidrati contenenti glucosio, saccarosio o amido possono innescare un calo della pressione sanguigna dopo i pasti di oltre 20 mmHg (ipotensione postprandiale) negli individui sensibili:negli anziani, quelli con neuropatia autonomica dovuta a diabete mellito, morbo di Parkinson, paraplegia, individui con insufficienza renale in emodialisi o atrofia multisistemica. Il calo della pressione sanguigna dopo i pasti a base di carboidrati è probabilmente causato dall'aumento dei livelli ematici di insulina, che dilata i vasi sanguigni e dovuto allo spostamento del sangue nelle arterie intestinali. Pasti più piccoli con meno glucosio possono probabilmente aiutare a prevenire un calo della pressione sanguigna.

Il calo della pressione sanguigna tende ad essere maggiore con l'aumento del contenuto di glucosio dei pasti, del volume e della temperatura dei pasti e della velocità di svuotamento gastrico. Il calo della pressione sanguigna può essere inibito dalla gomma di guar, che rallenta lo svuotamento gastrico o dall'acarbosio, che inibisce la digestione dei carboidrati.

Interazioni del glucosio con altri nutrienti e farmaci

• Il glucosio migliora l'assorbimento del sodio nell'intestino tenue e questo a sua volta migliora l'assorbimento d'acqua, quindi il glucosio migliora l'assorbimento d'acqua . Questo è il motivo per cui il glucosio viene utilizzato nelle bevande sportive e nelle soluzioni di reidratazione orale. Il glucosio (o altri zuccheri) aggiunto alle bevande in concentrazioni superiori al 6-8% può rallentare lo svuotamento gastrico dei liquidi e quindi rallentare l'assorbimento dell'acqua.
• Il glucosio migliora l'assorbimento del fruttosio .
• Il glucosio in grandi quantità, specialmente se somministrato per iniezione endovenosa, può abbassare i livelli ematici di vitamina B1 (tiamina), fosfato, magnesio e potassio. Questa è nota come sindrome da rialimentazione, che è particolarmente pericolosa negli alcolisti, che spesso hanno già diverse carenze di vitamine e minerali.
• Una combinazione di alcol e carboidrati  (liquori dolci, vodka e bibite, rum e cola, gin tonic o alcolici con snack a base di carboidrati) possono innescare ipoglicemia reattiva con fame, tremori, vertigini e debolezza entro 1-3 ore dopo il consumo. Meccanismo:i carboidrati stimolano la secrezione di insulina e l'alcol ne potenzia l'effetto provocando un calo eccessivo della glicemia.
• Proteine ​​( amminoacidi) attivano il rilascio di insulina e riducono l'aumento dei livelli di glucosio nel sangue dopo i pasti se aggiunto a un pasto a base di carboidrati: leggermente in individui sani e notevolmente in quelli con diabete 2 . In uno studio del 2007 su individui sani, 3-7 grammi di aminoacidi leucina, isoleucina, valina, lisina e treonina in varie combinazioni aggiunti alla bevanda di glucosio hanno ridotto l'aumento dei livelli di glucosio nel sangue dopo i pasti per oltre il 40% in relazione ai pasti contenenti glucosio solo; questo effetto era probabilmente dovuto all'aumento del rilascio di insulina innescato dagli aminoacidi. Nello stesso studio, 18 grammi di proteine ​​del siero di latte aggiunto a una bevanda glucosata ha ridotto i livelli di glucosio nel sangue dopo i pasti di oltre il 50%.

Produzione di glucosio

Il glucosio come dolcificante è prodotto dall'amido, negli Stati Uniti solitamente dall'amido di mais (mais) e in altri paesi anche da frumento, orzo, sorgo, riso o patate, tapioca (manioca) e amido di palma da sago.

Glucosio (destrosio) e cucina

Proprietà fisiche:

• Sciroppo di glucosio è disponibile come "glucosio liquido" o "destrosio liquido".
• Glucosio in polvere è disponibile in commercio come "destrosio", "zucchero d'uva" o "zucchero di mais". Il glucosio in polvere è una sostanza cristallina bianca o incolore, inodore, circa 74-82% dolce come il saccarosio; è disponibile come destrosio anidro  o destrosio monoidrato .

Grafico 4. fonte:

Caramelizzazione di glucosio inizia a 160° C (320° F).  Il glucosio è uno zucchero riducente  quindi subisce la reazione di imbrunimento di Maillard.

Nutrienti correlati

• Fruttosio
• Galattosio
• Saccarosio
• Monosaccaridi
• Zuccheri
• Carboidrati