Glucose

Le glucose est la pierre angulaire énergétique du vivant. Il sert de carburant universel à la quasi-totalité des cellules eucaryotes, et constitue le substrat de base de deux machineries biochimiques fondamentales : la glycolyse anaérobie (10 enzymes, dans le cytosol, donne 2 ATP nets et du pyruvate par molécule de glucose) et la respiration aérobie (cycle de Krebs + chaîne respiratoire mitochondriale, qui pousse le rendement à ~32 ATP par molécule). Le rapport entre glucose et énergie cellulaire est si central que le métabolisme cérébral en dépend exclusivement en condition normale (~120 g/jour rien que pour le cerveau).

Chimiquement, le glucose existe en équilibre dynamique entre une forme linéaire à 6 carbones avec un aldéhyde terminal et deux formes cycliques majoritaires (α- et β-D-glucopyranose, environ 36 % et 63 % à l'équilibre, plus 1 % de forme linéaire). Cette mutarotation est facilement observable par polarimétrie. La biochimie n'utilise quasi exclusivement que l'énantiomère D ; le L-glucose est inerte pour la plupart des enzymes, propriété qui a inspiré des projets d'édulcorants à zéro calorie (jamais industrialisés à cause de leur coût).

Dans la médecine moderne, la glycémie (concentration sanguine de glucose) est l'un des paramètres physiologiques les plus surveillés au monde. Elle se maintient normalement entre 4 et 6 mmol/L à jeun, sous régulation hormonale serrée par l'insuline (sécrétée après les repas pour stocker le glucose en glycogène ou en triglycérides) et le glucagon (libéré entre les repas pour mobiliser ces stocks). Le diabète de type 1 et 2 — pandémies du XXIᵉ siècle qui touchent ~540 millions de personnes — est défini par une dysrégulation chronique de cette boucle. Les glucomètres de poche (depuis 1981) reposent sur une électrochimie enzymatique : la glucose oxydase oxyde sélectivement le D-glucose en gluconolactone, et l'électron libéré est mesuré par ampérométrie sur une bandelette test.