葡萄糖是含醛基的己糖,又称为血糖、玉米葡糖、玉蜀黍糖,甚至简称为葡糖,是自然界分布广且非常重要的一种单糖。生物体中的葡萄糖都是D-葡萄糖,D-葡萄糖具有醛糖的一切化学性质和反应,其水溶液旋光向右,故亦称“右旋糖”。葡萄糖主要由淀粉水解而成,淀粉广泛存在于各种植物中,人类从谷物食品中(淀粉)摄取大量葡萄糖供机体需要,在体内经过消化吸收后,约70%转变为肌糖元和肝糖元,余为血糖。其主要功用是提供机体生理活动所需的能量,已知1mol葡萄糖彻底氧化放能2870kJ (686kCal),占机体所需总能量的70%~80%。除供能外,葡萄糖还供人生物合成所需的碳源,是合成脂类的重要前体;亦为体内必需氨基酸的合成提供骨架。正常情况下,血中葡萄糖(血糖)的浓度处于动态平衡中,机体有神经、肝脏、激素、肾脏一整套调节血糖浓度的机理。正常空腹血糖浓度为3.8~6.1mmol/L。生理性血糖浓度升高见于餐后1~2小时;病理性降低见于胰岛β-细胞癌瘤,垂体前叶、肾上腺皮质功能减退等。当血糖浓度超过肾糖阈(1.88~9.99mmol/L)时,可出现糖尿。
性状
1.无色或白色结晶或颗粒状粉末,味甜。工业品因含杂质而呈黄色至橙、红色浆状或块状。纯葡萄糖相对密度1.56,熔点 146℃(无水物),83℃(一水合物)。
2.水溶液呈中性。
3.易溶于水,微溶于醇和丙酮,不溶于醚。
4.有还原性,能还原斐林溶液。有右旋光性。
药理作用
葡萄糖是人体主要的热量来源之一,可用来补充热量,治疗低血糖症。当葡萄糖和胰岛素一起静注,糖原的合成需钾离子参与,从而钾离子进入细胞内,血钾浓度下降,故可用于治疗高钾血症。高渗葡萄糖注射液快速静注有组织脱水作用,可用作组织脱水药。另外,葡萄糖是维持和调节腹膜透析液渗透压的主要物质。
药代动力学
吸收和分布:葡萄糖的吸收优于其他单糖,除了被动吸收外,还可通过由Na+、K+-三磷酸腺苷酶参加的小肠上皮细胞膜上的载体系统进行主动吸收。口服葡萄糖由小肠粘膜吸收后,经门静脉进入肝脏。其中一部分在肝中进行代谢,一部分也可通过肝静脉直接进入血液循环。在肝脏中葡萄糖可以合成糠原暂时贮存,也可氧化分解供给肝脏所需的能量,或转变成其他物质,如脂肪、某些氨基酸等。在肝中合成的糖原,可以再分解为葡萄糖进入血液。血液中的葡萄糖随血液循环被输送到各组织细胞,在那里可以合成糖原贮存,也可直接氧化供能或转变成其他物质。
代谢和排泄:葡萄糖在体内的分解代谢途径主要为有氧氧化(按1mol 计),在有关酶的参与下,其终产物为6CO2、6H2O与能量(38 个ATP);其次为无氧酵解,在有关酶的参与下,其终产物为乳酸和能量(2个ATP);还有磷酸戊糖途径。人体所需能量的 70%以上是由糖氧化分解提供的。1g葡萄糖在体内完全氧化分解,可以释放出约17.16kJ能量。
适应症
1.补充能量和体液,用于各种原因引起的进食不足或大量体液丢失(如呕吐、腹泻、重伤大失血等)、全静脉营养及饥饿性酮症。
2.低血糖症或胰岛素过量,以保护肝脏;对糖尿病酮中毒须与胰岛素同用。
3.高钾血症。
4.高渗溶液用作组织脱水药;用于降低眼压及因颅压增加引起的各种病症 (如脑溢血)、颅骨骨折、尿毒症等。
5.配制腹膜透析液或用作药物稀释剂。
6.静脉法葡萄糖耐量试验;供配制GIK液(极化液)用。
用法用量
1.补充热能:患者进食减少或不能进食时,一般可给25%葡萄糖注射液静注,并同时补充体液。葡萄糖用量根据所需热能计算。
2.全静脉营养疗法:葡萄糖具体用量依据临床热量需要而定。根据补液量需要,葡萄糖可配制为25%~50%的不同浓度,必要时加入胰岛素,每5~10g葡萄糖加入正规胰岛素1单位。由于常应用高渗葡萄糖注射液,对静脉刺激性较大,并需静滴脂肪乳剂,故一般选用较深部的大静脉(如锁骨下静脉、颈内静脉等)滴注。
3.低血糖症:轻者口服。重者可先给50%葡萄糖注射液20~40ml静注。
4.饥饿性酮症:轻者口服。严重者应用5%~25%葡萄糖注射液静滴,每日 100g葡萄糖可基本控制病情。
5.失水:等渗性失水给予5%葡萄糖注射液静滴。
6.高钾血症:应用10%~25%注射液,每2~4g葡萄糖加1单位正规胰岛素滴注,可降低血清钾浓度。但此疗法仅使细胞外钾离子进入细胞内,体内总钾含量不变。如不采取排钾措施,仍有再次出现高钾血症的可能。
7.组织脱水:高渗溶液(一般采用50%葡萄糖注射液)快速静注20~50ml,但作用短暂。临床上应注意防止高血糖,目前少用。用于调节腹膜透析液渗透压时,50%葡萄糖注射液20ml(即10g葡萄糖)可使1L腹膜透析液渗透压提高 55mOsm/L。
8.葡萄糖耐量试验:空腹口服葡萄糖1.75g/kg,于服后0.5、1、2、3h抽血测血糖。
不良反应
1.口服浓度过高、过快时,偶有胃肠道反应,如恶心、呕吐等。
2.静脉给药时有静脉炎,发生于高渗葡萄糖注射液滴注时。如用大静脉,静脉炎发生率下降。高浓度葡萄糖注射液外渗可致局部肿痛。
3.反应性低血糖:合并使用过量胰岛素、原有低血糖倾向及全静脉营养疗法突然停止时易发生。
4.高血糖非酮症昏迷:多见于糖尿病、应激状态、使用大量的糖皮质激素、尿毒症腹膜透析患者腹腔内给予高渗葡萄糖溶液及全营养疗法时。
5.长期单纯补给葡萄糖时,易出现低钾、低钠及低磷血症。
6.原有心功能不全者、小儿及老年人补液过快过多,可致心悸、心律失常,甚至急性左心衰竭。
7.1型糖尿病患者应用高浓度葡萄糖时偶见高钾血症。
药物相互作用
1.葡萄糖注射液为弱酸性溶液,不宜与新生霉素混合配伍,因可使后者产生沉淀。
2.葡萄糖注射液与丝裂霉素配伍后可使后者效力降低,因丝裂霉素在pH值6~9时稳定。
注意事项
1.禁用于糖尿病酮症酸中毒未控制者、高血糖非酮症性高渗状态。葡萄糖-半乳糖吸收不良症患者避免口服。
2.慎用于:①胃大部分切除患者作口服糖耐量试验时易出现倾倒综合征及低血糖反应,应改为静脉葡萄糖试验;②周期性瘫痪、低钾血症患者;③应激状态或应用糖皮质激素时,容易诱发高血糖;④水肿及严重心、肾功能不全,肝硬化腹水者,易致水潴留,应控制输液量;⑤心功能不全者,尤应控制滴速。
3.孕妇分娩时注射过多葡萄糖,可刺激胎儿胰岛素分泌,发生产后婴儿低血糖。小儿补液过快、过多,可致心悸、心律失常,甚至急性左心衰竭。老年患者补液过快、过多,可致心悸、心律失常,甚至急性左心衰竭。
4.高渗溶液应缓慢注射。
5.本品25%~50%高渗注射液治疗脑水肿时,由于注射后部分葡萄糖扩散,部分被迅速代谢,故脱水效果较差,常与 20%甘露醇注射液联合应用。突然停药可出现反跳现象。本品 5%~10%注射液用于补充体液与能量。
6.本品10%注射液与胰岛素合用,可促进钾转移入细胞内,故可治疗高钾血症。
7.葡萄糖粉剂有引湿性且易发霉,尤在夏秋季阴雨时节,应注意保管。注射液在配制与使用过程中,应严格遵守无菌操作规程,成品应严封并灭菌完善,因本品为细菌良好的培养基。
8.冬季或寒冷地区,大量输注本品注射液时,应加温至接近体温后徐徐输注,以免输入较冷液体引起血管收缩以至痉挛。
其他用途
1.食品工业中制糖浆和糖果,如在面包生产中,葡萄糖可以被酵母直接利用进行发酵。工业生产葡萄糖多通过酶对淀粉进行彻底降解、分离纯化而得,常见的产品有结晶葡萄糖、精制葡萄糖、粉末葡萄糖、固体葡萄糖、葡萄糖浆等。
2.印染工业中作还原剂。
3.化工领域:1)制备水热焦炭,水热焦炭的大量生产和使用对于固定生物
4.质中的 C,从而减少CO2 的释放具有重要意义。过对葡萄糖进行水热处理,在反应温度为 170~280 ℃,停留时间为0.5~12 h,反应物浓度为 1~12 g/100 mL 的水热条件范围内:适宜的温度和停留时间、较小的原料浓度有利于葡萄糖水热炭化生成表面光滑、球形度良好、粒径均一的炭微球;2)制备一种极为重要的平台化合物,5-羟甲基糠醛(5-HMF),利用木质纤维素生物质水解大规模生产葡萄糖,再以葡萄糖为原料,通过脱水制取HMF,具有原料来源丰富,价格低廉等显著优势。但是,由于HMF化学性质活泼,易在水溶液中进一步降解,所以利用葡萄糖催化脱水制备HMF收率低,生产成本高,尚未实现商业化;3)制备草酸:催化剂作用下,在硝硫酸系统中用硝酸氧化葡萄糖制备成草酸,方法简单,能耗低,成本低,经济效益高;4)用作浸灰添加剂,能提高氢氧化钙的溶解度;用作还原剂配制规定碱度的一浴铬鞣液;用于植鞣底革的填充,与加油工序同时进行;在毛皮的氧化漂白脱毛溶液中加入葡萄糖,有助于获得柔软的皮板,有利于毛的保护。
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