กลูโคสมีอยู่ในรูปของแข็งในรูปโมโนไฮเดรต ที่มีวงแหวน ไพแรนปิด(α-D-กลูโคไพราโนสโมโนไฮเดรต ซึ่งบางครั้งเรียกอย่างไม่แม่นยำว่าเดกซ์โทรสไฮเดรต) ในทางกลับกัน ในสารละลายในน้ำ กลูโคสส่วนน้อยสามารถพบได้ในโครงสร้างแบบโซ่เปิด ในขณะที่ส่วนใหญ่ยังคงอยู่ในรูป α- หรือ β- ไพราโนสซึ่งสามารถเปลี่ยนรูปไปมาได้ จากสารละลายในน้ำ สามารถตกผลึกกลูโคสได้ 3 รูปแบบที่รู้จักกัน ได้แก่ α-กลูโคไพราโนส β-กลูโคไพราโนส และ α-กลูโคไพราโนสโมโนไฮเดรต^{[ 55 ]}กลูโคสเป็นหน่วยสร้างของไดแซ็กคาไรด์แลคโตสและซูโครส (น้ำตาลอ้อยหรือน้ำตาลบีท) ของโอลิโกแซ็กคาไรด์เช่นราฟฟิโนสและของพอลิแซ็กคาไรด์เช่นแป้งอะไมโลเพกตินไกลโคเจนและเซลลูโลส^{[ 7 ] [ 56 ]}อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะของกลูโคสคือ31 °C (88 °F)และค่าคงที่ของ Gordon–Taylor (ค่าคงที่ที่กำหนดจากการทดลองเพื่อทำนายอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะของส่วนผสมของสารสองชนิดที่มีสัดส่วนมวลต่างกัน) ^{[ 56 ]}คือ 4.5 ^{[ 57 ]}  

รูปแบบและการฉายภาพของดี-กลูโคสเมื่อเปรียบเทียบกัน
การฉายภาพนัตตา	การฉายภาพฮาวอร์ธ
	α- d-กลูโคฟูราโนส	β- d-กลูโคฟูราโนส
	α- d-กลูโคไพราโนส	β- d-กลูโคไพราโนส
α- d-กลูโคไพราโนสใน (1) การฉายภาพแบบ Tollens/Fischer (2) การฉายภาพแบบ Haworth (3) รูปทรงเก้าอี้ (4) การฉายภาพแบบ Mills

กลูโคสในรูปแบบโซ่เปิดมีสัดส่วนน้อยกว่า 0.02% ของโมเลกุลกลูโคสในสารละลายในน้ำที่สมดุล^{[ 58 ]}ส่วนที่เหลือเป็นเฮมิอะซีทัลแบบวงแหวน 2 รูปแบบ ใน รูปแบบ โซ่เปิดโมเลกุลกลูโคสมีโครงสร้างหลักแบบเปิด (ตรงข้ามกับแบบวงแหวน ) ที่ไม่มีกิ่งก้านสาขาของอะตอมคาร์บอน 6 อะตอม โดยที่ C-1 เป็นส่วนหนึ่งของหมู่แอลดีไฮด์H(C=O)−ดังนั้น กลูโคสจึงถูกจัดประเภทเป็นแอลโดสหรือ แอลโดเฮกโซ ส หมู่แอลดีไฮด์ทำให้กลูโคสเป็นน้ำตาลรีดิวซิงซึ่งให้ผลบวกกับการทดสอบเฟห์ลิง

รูปแบบวงจรของกลูโคส

จากซ้ายไปขวา: ภาพฉายฮาวอร์ธและ โครงสร้าง แบบลูกบอลและแท่ง ของ แอนโนเมอร์ α- และ β- ของD-กลูโคไพราโนส (แถวบน) และD-กลูโคฟูราโนส (แถวล่าง)

ในสารละลาย กลูโคสในรูปแบบโซ่เปิด (ไม่ว่าจะเป็น " D- " หรือ " L- ") จะอยู่ในสภาวะสมดุลกับไอโซเมอร์แบบวงแหวน หลายชนิด ซึ่งแต่ละชนิดประกอบด้วยวงแหวนของคาร์บอนที่ปิดด้วยอะตอมออกซิเจนหนึ่งอะตอม อย่างไรก็ตาม ในสารละลายในน้ำ โมเลกุลของกลูโคสมากกว่า 99% อยู่ใน รูป ไพราโนสรูปแบบโซ่เปิดมีจำกัดเพียงประมาณ 0.25% และ รูปแบบ ฟูราโนสมีอยู่ในปริมาณที่น้อยมาก โดยทั่วไปแล้ว คำว่า "กลูโคส" และ " D-กลูโคส" มักใช้เรียกรูปแบบวงแหวนเหล่านี้ด้วย วงแหวนเกิดขึ้นจากรูปแบบโซ่เปิดโดย ปฏิกิริยา การเติมแบบนิวคลีโอฟิลิก ภายใน โมเลกุลระหว่างหมู่แอลดีไฮด์ (ที่ C-1) กับหมู่ไฮดรอกซิลที่ C-4 หรือ C-5 ก่อให้เกิดพันธะเฮมิอะซีทัล−C(OH)H− O−

ปฏิกิริยาระหว่าง C-1 และ C-5 ก่อให้เกิดระบบ เฮเทอโรไซคลิกหกเหลี่ยมที่เรียกว่าไพราโนส ซึ่งเป็นน้ำตาลโมโนแซ็กคาไรด์ (จึงลงท้ายด้วย "-ose") ที่มี โครงสร้าง ไพแรน ที่ดัดแปลงแล้ว ส่วนปฏิกิริยา (ที่พบได้ยากกว่ามาก) ระหว่าง C-1 และ C-4 ก่อให้เกิดวงแหวนฟูราโนสห้าเหลี่ยม ซึ่งตั้งชื่อตามอีเทอร์แบบวงแหวนฟูแรน ในทั้งสองกรณี คาร์บอนแต่ละตัวในวงแหวนจะมีไฮโดรเจนและไฮดรอกซิลอย่างละหนึ่งอะตอม ยกเว้นคาร์บอนตัวสุดท้าย (C-4 หรือ C-5) ที่ไฮดรอกซิลถูกแทนที่ด้วยส่วนที่เหลือของโมเลกุลแบบเปิด (ซึ่งคือ−(C(CH OH)HOH)−Hหรือ−(CHOH)−Hตามลำดับ)

ปฏิกิริยาการปิดวงแหวนสามารถให้ผลิตภัณฑ์ได้สองชนิด ซึ่งใช้สัญลักษณ์ "α-" และ "β-" เมื่อวาดโมเลกุลกลูโคไพราโนสในแบบฉายภาพฮาวอร์ธสัญลักษณ์ "α-" หมายความว่าหมู่ไฮดรอกซิลที่ติดอยู่กับ C-1 และ −CH₂OHที่ C-5 อยู่คนละด้านของระนาบวงแหวน ( การจัด เรียงแบบ ทรานส์ ) ในขณะที่ "β-" หมายความว่าพวกมันอยู่ด้านเดียวกันของระนาบ (การ จัดเรียง แบบซิส ) ดังนั้น ไอโซเมอร์แบบโซ่เปิดD-กลูโคสจึงก่อให้เกิดไอโซเมอร์แบบวงแหวนที่แตกต่างกันสี่ชนิด ได้แก่ α- D-กลูโคไพราโนส, β- D-กลูโคไพราโนส, α - D-กลูโคฟูราโนส และ β- D- กลูโคฟูราโนส โครงสร้างทั้งห้านี้อยู่ในสภาวะสมดุลและสามารถเปลี่ยนรูปไปมาได้ และการเปลี่ยนรูปจะรวดเร็วยิ่งขึ้นเมื่อใช้ ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นกรด

โครงสร้างแบบเก้าอี้ของ α- (ซ้าย) และ β- (ขวา) D-กลูโคไพราโนส

ไอโซเมอร์แบบโซ่เปิดอีกชนิดหนึ่งคือL- กลูโคส ก็ให้กำเนิด L- กลูโคส ในรูปแบบวงแหวนที่แตกต่างกันสี่แบบเช่นกันโดยแต่ละแบบเป็นภาพสะท้อนในกระจกของD-กลูโคส ที่สอดคล้องกัน

วงแหวนกลูโคไพราโนส (α หรือ β) สามารถมีรูปร่างที่ไม่เป็นระนาบได้หลายแบบ คล้ายกับโครงสร้างแบบ "เก้าอี้" และ "เรือ" ของไซโคลเฮกเซนในทำนองเดียวกัน วงแหวนกลูโคฟูราโนสก็สามารถมีรูปร่างได้หลายแบบ คล้ายกับโครงสร้างแบบ "ซองจดหมาย" ของไซโคลเพนเทน

ในสถานะของแข็ง จะพบเฉพาะรูปแบบของกลูโคไพราโนสเท่านั้น

อนุพันธ์บางชนิดของกลูโคฟูราโนส เช่น1,2- O-ไอโซโพรพิลิดีน-D-กลูโคฟูราโนสมีความเสถียรและสามารถได้มาในรูปของแข็งผลึกที่บริสุทธิ์^{[ 59 ] [ 60 ]}ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยาของ α-D-กลูโคสกับกรดพารา- โทลิลบอโรนิก H C−(C H )−B(OH) จะสร้างวงแหวนไพราโนสปกติขึ้นใหม่เพื่อให้ได้เอสเทอร์ 4 เท่า α-D-กลูโคฟูราโนส-1,2:3,5-บิส( p-โทลิลบอโรเนต) ^{[ 61 ]}

มิวทาโรเทชันประกอบด้วยการย้อนกลับชั่วคราวของปฏิกิริยาการสร้างวงแหวน ส่งผลให้เกิดรูปแบบโซ่เปิด ตามด้วยการสร้างวงแหวนขึ้นใหม่ ขั้นตอนการปิดวงแหวนอาจใช้ หมู่ −OH ที่แตกต่าง จากหมู่ที่สร้างขึ้นใหม่ในขั้นตอนการเปิด (จึงสลับระหว่างรูปแบบไพราโนสและฟูราโนส) หรือหมู่เฮมิอะซีทัลใหม่ที่สร้างขึ้นบน C-1 อาจมีทิศทางเดียวกันหรือตรงกันข้ามกับหมู่เดิม (จึงสลับระหว่างรูปแบบ α และ β) ดังนั้น แม้ว่ารูปแบบโซ่เปิดแทบจะไม่สามารถตรวจพบได้ในสารละลาย แต่ก็เป็นองค์ประกอบสำคัญของสมดุล

รูปแบบโซ่เปิดไม่เสถียรทางอุณหพลศาสตร์และจะเกิดการไอโซเมอไร เซชันโดยธรรมชาติ ไปเป็นรูปแบบวงแหวน (ถึงแม้ว่าปฏิกิริยาการปิดวงแหวนในทางทฤษฎีอาจสร้างวงแหวนสี่หรือสามอะตอมได้ แต่วงแหวนเหล่านี้จะมีความเครียดสูงมาก และไม่พบในทางปฏิบัติ) ในสารละลายที่อุณหภูมิห้องไอโซเมอร์วงแหวนทั้งสี่จะเปลี่ยนรูปไปมาในช่วงเวลาหลายชั่วโมง ในกระบวนการที่เรียกว่ามิวทาโรเทชัน [ ^{62 ] เมื่อ}เริ่มต้นจากสัดส่วนใดๆ ส่วนผสมจะบรรจบกันที่อัตราส่วนที่เสถียรของ α:β 36:64 อัตราส่วนจะเป็น α:β 11:89 หากไม่มีอิทธิพลของผลกระทบอะโนเมอริก [ ^{63 ] มิ}วทาโรเทชันจะช้าลงอย่างมากที่อุณหภูมิใกล้0 °C (32 °F )  

ไม่ว่าจะอยู่ในรูปของน้ำหรือของแข็งd -(+)-กลูโคสเป็นโมเลกุลที่ หมุนทิศทาง แสงโพลาไร ซ์ไปทางขวา (dextrorotatory ) ซึ่งหมายความว่ามันจะหมุนทิศทางของ แสงโพลาไร ซ์ไปทางตามเข็มนาฬิกาเมื่อมองไปยังแหล่งกำเนิดแสง ปรากฏการณ์นี้เกิดจาก ไค รัลลิตีของโมเลกุล และไอโซเมอร์ที่เป็นภาพสะท้อนในกระจก อย่าง l -(−)-กลูโคสก็เป็นโมเลกุลที่หมุนทิศทางแสงโพลาไรซ์ไปทางซ้าย (levorotatory) ในปริมาณเท่ากัน ความแรงของปรากฏการณ์จะแตกต่างกันสำหรับไอ โซเมอร์ทั้งห้า ชนิด

คำนำ หน้า d-ไม่ได้หมายถึงคุณสมบัติทางแสงของสารประกอบโดยตรง แต่บ่งชี้ว่าศูนย์ไครัล C-5 มีทิศทางการหมุนเหมือนกับd -glyceraldehyde (ซึ่งถูกตั้งชื่อเช่นนั้นเพราะเป็นสารหมุนขวา) ความจริงที่ว่าd -glucose เป็นสารหมุนขวาเป็นผลรวมของศูนย์ไครัลทั้งสี่ ไม่ใช่แค่ C-5 เท่านั้น ในขณะที่ d -aldohexoses บางชนิดเป็นสารหมุนซ้าย

การแปลงระหว่างแอนโนเมอร์ทั้งสองสามารถสังเกตได้ในโพลาริมิเตอร์เนื่องจาก α- d-กลูโคสบริสุทธิ์มีมุมการหมุนจำเพาะที่ +112.2° mL/(dm·g) และ β- d-กลูโคสบริสุทธิ์ที่ +17.5° mL/(dm·g) ^{[ 64 ]}เมื่อถึงสภาวะสมดุลหลังจากช่วงเวลาหนึ่งเนื่องจากมิวทาโรเทชัน มุมการหมุนจะเป็น +52.7° mL/(dm·g) ^{[ 64 ]}การเปลี่ยนแปลงนี้จะเร่งขึ้นมากเมื่อเติมกรดหรือเบส การปรับสมดุลเกิดขึ้นผ่านรูปแบบอัลดีไฮด์แบบโซ่เปิด

ในสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์เจือจางหรือเบสเจือจางอื่นๆ โมโนแซ็กคาไรด์แมนโนสกลูโคส และฟรุกโตสจะเปลี่ยนรูปไปมา (ผ่านการเปลี่ยนแปลงแบบ Lobry de Bruyn–Alberda–Van Ekenstein ) จนเกิดสมดุลระหว่างไอโซเมอร์เหล่านี้ ปฏิกิริยานี้ดำเนินไปโดยผ่านเอนไดออล :

กลูโคสจะจับกับตัวรับรสหวานบนลิ้นของมนุษย์โดยเฉพาะโปรตีนT1R2และT1R3ทำให้มนุษย์สามารถระบุแหล่งอาหารที่มีกลูโคสได้^{[ 76 ] [ 77 ]}กลูโคสส่วนใหญ่มาจากอาหาร ประมาณ300 กรัม (11 ออนซ์)ต่อวันถูกผลิตขึ้นจากการเปลี่ยนอาหาร^{[ 77 ]}แต่ก็ยังถูกสังเคราะห์จากเมตาบอไลต์อื่นๆ ในเซลล์ของร่างกายด้วย ในมนุษย์ การสลายตัวของพอลิแซ็กคาไรด์ที่มีกลูโคสเกิดขึ้นบางส่วนแล้วในระหว่างการเคี้ยวโดยใช้เอนไซม์อะไมเลสซึ่งมีอยู่ในน้ำลายรวมถึงเอนไซม์มอลเทสแล คเทส และซูเครสที่ขอบแปรงของลำไส้เล็กกลูโคสเป็นส่วนประกอบสำคัญของคาร์โบไฮเดรต หลายชนิด และสามารถแยกออกจากกันได้โดยใช้เอนไซม์ บางชนิด กลูโคซิเดสซึ่งเป็นกลุ่มย่อยของไกลโคซิเดส ทำหน้าที่เร่งปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของพอลิแซ็กคาไรด์ที่มีกลูโคสเป็นองค์ประกอบสายยาว โดยกำจัดกลูโคสที่ปลายสุดออกไป ในทางกลับกัน ไดแซ็กคาไรด์ส่วนใหญ่จะถูกย่อยสลายโดยไกลโคซิเดสเฉพาะชนิดให้กลายเป็นกลูโคส ชื่อของเอนไซม์ที่ย่อยสลายมักได้มาจากชื่อของพอลิแซ็กคาไรด์และไดแซ็กคาไรด์นั้นๆ ตัวอย่างเช่น สำหรับการย่อยสลายสายพอลิแซ็กคาไรด์ ได้แก่ อะไมเลส (ตั้งชื่อตามอะไมโลส ซึ่งเป็นส่วนประกอบของแป้ง) เซลลูเลส (ตั้งชื่อตามเซลลูโลส) ไคติเนส (ตั้งชื่อตามไคติน) และอื่นๆ นอกจากนี้ สำหรับการย่อยสลายไดแซ็กคาไรด์ ได้แก่ มอลเทส แลคเทส ซูเครสเทรฮาเลสและอื่นๆ ในมนุษย์ มีการค้นพบยีนประมาณ 70 ยีนที่เข้ารหัสไกลโคซิเดส เอนไซม์เหล่านี้มีหน้าที่ในการย่อยและสลายไกลโคเจน สฟิงโกลิปิด มิวโคโพ ลี แซคคาไรด์และโพลี (ADP-ไรโบส) โพลีเมอเรสมนุษย์ไม่สามารถผลิตเซลลูเลส ไคติเนส หรือเทรฮาเลสได้ แต่แบคทีเรียในจุลินทรีย์ในลำไส้สามารถ ผลิตเอนไซม์เหล่านี้ได้  

เพื่อให้กลูโคสเข้าหรือออกจากเยื่อหุ้มเซลล์และเยื่อหุ้มของส่วนประกอบเซลล์ กลูโคสต้องอาศัยโปรตีนขนส่งพิเศษจากกลุ่มโปรตีนอำนวยความสะดวกหลักในลำไส้เล็ก (โดยเฉพาะในเจจูนัม ) ^{[ 78 ]}กลูโคสจะถูกดูดซึมเข้าสู่เยื่อบุผิวลำไส้ด้วยความช่วยเหลือของตัวขนส่งกลูโคส^{[ 79 ]}ผ่าน กลไก การขนส่งแบบแอคทีฟรอง ที่เรียกว่าการ ขนส่งร่วมโซเดียมไอออน-กลูโคสผ่านตัวขนส่งร่วมโซเดียม/กลูโคส 1 (SGLT1) ^{[ 80 ]}การถ่ายโอนเพิ่มเติมเกิดขึ้นที่ ด้าน ข้างฐานของเซลล์เยื่อบุผิวลำไส้ผ่านตัวขนส่งกลูโคสGLUT2 [ ^{80 ]}เช่นเดียวกับการดูดซึมเข้าสู่เซลล์ตับเซลล์ไต เซลล์ของเกาะลังเกอร์ฮั นส์ เซลล์ ประสาทแอสโทรไซต์และแทนไนไซต์^{[ 81 ]}กลูโคสเข้าสู่ตับผ่านทางหลอดเลือดดำพอร์ทัลและถูกเก็บไว้ที่นั่นในรูปของไกลโคเจนใน^{เซลล์[ 82 ]}ในเซลล์ตับ กลูโคสจะถูกฟอสโฟรีเลตโดยกลูโคไคเนสที่ตำแหน่ง 6 เพื่อสร้างกลูโคส 6-ฟอสเฟตซึ่งไม่สามารถออกจากเซลล์ได้กลูโคส 6-ฟอสฟาเตสสามารถเปลี่ยนกลูโคส 6-ฟอสเฟตกลับเป็นกลูโคสได้เฉพาะในตับเท่านั้น ดังนั้นร่างกายจึงสามารถรักษาระดับความเข้มข้นของกลูโคสในเลือดให้เพียงพอได้ ในเซลล์อื่นๆ การดูดซึมเกิดขึ้นโดยการขนส่งแบบพาสซีฟผ่านโปรตีน GLUT 1 ใน 14 ชนิด^{[ 80 ]}ในเซลล์ประเภทอื่นๆ การฟอสโฟรีเลตเกิดขึ้นผ่านเฮกโซไคเนสซึ่งทำให้กลูโคสไม่สามารถแพร่ออกจากเซลล์ได้อีกต่อไป

ตัวขนส่งกลูโคสGLUT1ผลิตโดยเซลล์ส่วนใหญ่และมีความสำคัญเป็นพิเศษสำหรับเซลล์ประสาทและเซลล์เบต้าของตับอ่อน[ 80 ^{] GLUT3 มี}การแสดงออกสูงในเซลล์ประสาท^{[ 80 ]}กลูโคสจากกระแสเลือดถูกดูดซึมโดยGLUT4จากเซลล์กล้ามเนื้อ (ของกล้ามเนื้อโครงร่าง^{[ 83 ]}และกล้ามเนื้อหัวใจ ) และเซลล์ไขมัน^{[ 84 ]} GLUT14มีการแสดงออกเฉพาะในอัณฑะ^{[ 85 ]}กลูโคสส่วนเกินจะถูกย่อยสลายและเปลี่ยนเป็นกรดไขมัน ซึ่งถูกเก็บไว้ในรูปของไตรกลีเซอไรด์ในไตกลูโคสในปัสสาวะจะถูกดูดซึมผ่าน SGLT1 และSGLT2 ในเยื่อหุ้มเซลล์ส่วนปลาย และส่งผ่าน GLUT2 ใน เยื่อหุ้มเซลล์ส่วนฐาน^{[ 86 ]}ประมาณ 90% ของการดูดซึมกลูโคสกลับคืนในไตเกิดขึ้นผ่าน SGLT2 และประมาณ 3% ผ่าน SGLT1 ^{[ 87 ]}

ในพืชและโปรคาริโอต บางชนิด กลูโคสเป็นผลผลิตจากกระบวนการสังเคราะห์แสง [ ^{70 ] กลูโคส}ยังเกิดขึ้นจากการสลายตัวของกลูโคสในรูปแบบพอลิเมอร์ เช่นไกลโคเจน (ในสัตว์และเห็ด ) หรือแป้ง (ในพืช) การแตกตัวของไกลโคเจนเรียกว่าไกลโคเจโนไลซิส การแตกตัวของแป้งเรียกว่าการย่อยสลายแป้ง^{[ 88 ]}

The metabolic pathway that begins with molecules containing two to four carbon atoms (C) and ends in the glucose molecule containing six carbon atoms is called gluconeogenesis and occurs in all living organisms. The smaller starting materials are the result of other metabolic pathways. Ultimately almost all biomolecules come from the assimilation of carbon dioxide in plants and microbes during photosynthesis.^[68]:359 The free energy of formation of α-d-glucose is 917.2 kilojoules per mole.^[68]:59 In humans, gluconeogenesis occurs in the liver and kidney,^[89] but also in other cell types. In the liver about 150 g (5.3 oz) of glycogen are stored, in skeletal muscle about 250 g (8.8 oz).^[90] However, the glucose released in muscle cells upon cleavage of the glycogen can not be delivered to the circulation because glucose is phosphorylated by the hexokinase, and a glucose-6-phosphatase is not expressed to remove the phosphate group. Unlike for glucose, there is no transport protein for glucose-6-phosphate. Gluconeogenesis allows the organism to build up glucose from other metabolites, including lactate or certain amino acids, while consuming energy. The renal tubular cells can also produce glucose.

Glucose also can be found outside of living organisms in the ambient environment. Glucose concentrations in the atmosphere are detected via collection of samples by aircraft and are known to vary from location to location. For example, glucose concentrations in atmospheric air ranges from 0.8 to 20.1 pg/L in inland China, to 10.3 to 142 pg/L in East coastal China.^[91]

ในมนุษย์ กลูโคสจะถูกเผาผลาญโดยไกลโคไลซิส^{[ 92 ]}และวิถีเพนโทสฟอสเฟต^{[ 93 ]}ไกลโคไลซิสถูกใช้โดยสิ่งมีชีวิตทั้งหมด^{[ 67 ] : 551 [ 94 ]}โดยมีการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย และสิ่งมีชีวิตทั้งหมดสร้างพลังงานจากการสลายตัวของโมโนแซ็กคาไรด์^{[ 94 ]}ในขั้นตอนต่อไปของการเผาผลาญ กลูโคสสามารถถูกย่อยสลายได้อย่างสมบูรณ์ผ่านการ ดีคาร์บอกซิเลชันแบบ ออกซิเดชันวงจรกรดซิตริก (คำพ้องความหมายวงจรเครบส์ ) และห่วงโซ่การหายใจไปเป็นน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ หากมีออกซิเจนไม่เพียงพอ การย่อยสลายกลูโคสในสัตว์จะเกิดขึ้นแบบไม่ใช้ออกซิเจนไปเป็นแลคเตตผ่านการหมักกรดแลคติกและปล่อยพลังงานออกมาน้อยกว่ามาก แลคเตตในกล้ามเนื้อจะเข้าสู่ตับผ่านทางกระแสเลือดในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ซึ่งจะเกิดกลูโคเนโอเจเนซิส ( วงจรโคริ ) ด้วยปริมาณกลูโคสที่สูง เมตาโบไลต์อะเซทิล-โคเอจากวัฏจักรเครบส์ยังสามารถนำไปใช้ในการสังเคราะห์กรดไขมันได้ อีกด้วย ^{[ 95 ]}กลูโคสยังใช้ในการเติมเต็มแหล่งสะสมไกลโคเจนของร่างกาย ซึ่งส่วนใหญ่พบในตับและกล้ามเนื้อโครงร่าง กระบวนการเหล่านี้ถูกควบคุมโดยฮอร์โมน

ในสิ่งมีชีวิตอื่นๆ อาจเกิดการหมักในรูปแบบอื่นๆ ได้ แบคทีเรียEscherichia coliสามารถเจริญเติบโตได้ในอาหารเลี้ยงเชื้อที่มีกลูโคสเป็นแหล่งคาร์บอนเพียงอย่างเดียว^{[ 68 ] : 59}ในแบคทีเรียบางชนิด และในรูปแบบที่ดัดแปลงแล้ว ในอาร์เคีย กลูโคสจะถูกย่อยสลายผ่านเส้นทาง Entner-Doudoroff [ ^{96 ] ด้วย}กลูโคส กลไกการควบคุมยีนถูกค้นพบในE. coliซึ่ง ก็คือ การยับยั้งแคตาโบไลต์ (เดิมเรียกว่าผลกระทบของกลูโคส ) ^{[ 97 ]}

การใช้กลูโคสเป็นแหล่งพลังงานในเซลล์เกิดขึ้นได้ทั้งโดยการหายใจแบบใช้ออกซิเจน การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน หรือการหมัก^{[ 98 ]}ขั้นตอนแรกของไกลโคไลซิสคือการฟอสฟอริเลชันของกลูโคสโดยเฮกโซไคเนสเพื่อสร้างกลูโคส 6-ฟอสเฟตเหตุผลหลักสำหรับการฟอสฟอริเลชันของกลูโคสในทันทีคือเพื่อป้องกันการแพร่กระจายออกนอกเซลล์ เนื่องจาก หมู่ ฟอสเฟต ที่มีประจุ จะป้องกันไม่ให้กลูโคส 6-ฟอสเฟตผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ได้ง่าย[ 98 ^{]นอกจากนี้}การเพิ่มหมู่ฟอสเฟตที่มีพลังงานสูงจะกระตุ้นกลูโคสสำหรับการสลายตัวในขั้นตอนต่อๆ ไปของไกลโคไลซิส^{[ 99 ]}

ในการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน โมเลกุลกลูโคสหนึ่งโมเลกุลจะสร้าง ATP สุทธิสองโมเลกุล (มีการสร้าง ATP สี่โมเลกุลในระหว่างไกลโคไลซิสผ่านการฟอสโฟรีเลชันระดับซับสเตรต แต่เอนไซม์ที่ใช้ในกระบวนการต้องการสองโมเลกุล) ^{[ 100 ]}ในการหายใจแบบใช้ออกซิเจน โมเลกุลกลูโคสหนึ่งโมเลกุลจะให้ผลกำไรมากกว่ามาก โดยจะสร้าง ATP สุทธิสูงสุด 30 หรือ 32 โมเลกุล (ขึ้นอยู่กับสิ่งมีชีวิต) ^{[ 101 ]}

คลิกที่ยีน โปรตีน และเมตาบอไลต์ด้านล่างเพื่อเชื่อมโยงไปยังบทความที่เกี่ยวข้อง^{[ § 1 ]}

[[ไฟล์:

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

]]

กระบวนการไกลโคไลซิสและกลูโคเนโอเจเนซิส (แก้ไข)

1. ↑แผนผังเส้นทางแบบโต้ตอบสามารถแก้ไขได้ที่ WikiPathways: " GlycolysisGluconeogenesis_WP534 "

เซลล์ เนื้องอกมักจะเติบโตค่อนข้างเร็วและบริโภคกลูโคสในปริมาณที่มากกว่าค่าเฉลี่ยโดยกระบวนการไกลโคไลซิส^{[ 102 ]}ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของแลคเตท ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์สุดท้ายของการหมักในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม แม้จะมีออกซิเจนอยู่ก็ตาม ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าปรากฏการณ์วาร์เบิร์ก (Warburg effect ) เนื่องจากมีการดูดซึมกลูโคสเพิ่มขึ้นในเนื้องอก จึงมีการผลิต SGLT และ GLUT มากเกินไป^{[ 103 ] [ 104 ]}

ในยีสต์เอทานอลจะถูกหมักที่ความเข้มข้นของกลูโคสสูง แม้จะมีออกซิเจนอยู่ด้วย (ซึ่งโดยปกติจะนำไปสู่การหายใจมากกว่าการหมัก) ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าปรากฏการณ์แครบทรี (Crabtree effect )

กลูโคสยังสามารถสลายตัวเพื่อสร้างคาร์บอนไดออกไซด์ได้ด้วยวิธีการที่ไม่ใช่ชีวภาพ ซึ่งได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเกิดขึ้นจากการทดลองผ่านการออกซิเดชันและการไฮโดรไลซิสที่อุณหภูมิ 22  °C และค่า pH 2.5 ^{[ 105 ]}

กลูโคสเป็นเชื้อเพลิงที่พบได้ทั่วไปในทางชีววิทยามันถูกใช้เป็นแหล่งพลังงานในสิ่งมีชีวิต ตั้งแต่แบคทีเรียไปจนถึงมนุษย์ ผ่านการหายใจแบบใช้ออกซิเจนการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน (ในแบคทีเรีย) หรือการหมักกลูโคสเป็นแหล่งพลังงานหลักของร่างกายมนุษย์ ผ่านการหายใจแบบใช้ออกซิเจน โดยให้พลังงาน ประมาณ 3.75 กิโลแคลอรี (16 กิโลจูล ) ต่อกรัม^{[ 106 ]}การสลายตัวของคาร์โบไฮเดรต (เช่น แป้ง) จะให้โมโนแซ็กคาไรด์และไดแซ็กคาไรด์ซึ่งส่วนใหญ่เป็นกลูโคส ผ่าน กระบวนการ ไกลโคไลซิสและต่อมาในปฏิกิริยาของวัฏจักรกรดซิตริกและการฟอสฟอริเลชันแบบออกซิเดชันกลูโคสจะถูกออกซิไดซ์เพื่อสร้างคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำในที่สุด โดยให้พลังงานส่วนใหญ่ในรูปของอะดีโนซีนไตรฟอสเฟต (ATP) ปฏิกิริยาของอินซูลินและกลไกอื่นๆ ควบคุมความเข้มข้นของกลูโคสในเลือด ค่าพลังงานทางสรีรวิทยาของกลูโคส ขึ้นอยู่กับแหล่งที่มา คือ 16.2 กิโลจูลต่อกรัม^{[ 107 ]}หรือ 15.7 kJ/g (3.74 kcal/g) ^{[ 108 ]}ความพร้อมของคาร์โบไฮเดรตจากชีวมวลพืชสูง ทำให้เกิดวิธีการต่างๆ มากมายในระหว่างวิวัฒนาการ โดยเฉพาะในจุลินทรีย์ เพื่อใช้กลูโคสเป็นแหล่งพลังงานและเก็บสะสมคาร์บอน ความแตกต่างอยู่ที่ผลิตภัณฑ์สุดท้ายที่ไม่สามารถนำไปใช้ในการผลิตพลังงานได้อีกต่อไป การมีอยู่ของยีนแต่ละตัว และผลิตภัณฑ์ของยีนเหล่านั้น คือเอนไซม์จะเป็นตัวกำหนดว่าปฏิกิริยาใดบ้างที่เป็นไปได้ วิถีการเผาผลาญไกลโคไลซิสถูกใช้โดยสิ่งมีชีวิตเกือบทั้งหมด ความแตกต่างที่สำคัญในการใช้ไกลโคไลซิสคือการกู้คืนNADPHในฐานะตัวรีดิวซ์สำหรับการสร้างสารซึ่งมิเช่นนั้นจะต้องสร้างขึ้นทางอ้อม^{[ 109 ]}  

กลูโคสและออกซิเจนเป็นแหล่งพลังงานเกือบทั้งหมดของสมอง [ ^{110 ]}ดังนั้นปริมาณกลูโคสจึงส่งผลต่อ^{กระบวนการ}ทางจิตวิทยาเมื่อ ระดับ กลูโคสต่ำกระบวนการทางจิตวิทยาที่ต้องใช้ความพยายามทางจิตใจ (เช่นการควบคุมตนเองการตัดสินใจที่ต้องใช้ความพยายาม) จะบกพร่อง^{[ 111 ] [ 112 ] [ 113 ] [ 114 ]}ในสมองซึ่งพึ่งพากลูโคสและออกซิเจนเป็นแหล่งพลังงานหลัก ความเข้มข้นของกลูโคสโดยทั่วไปจะอยู่ที่ 4 ถึง 6  มิลลิโมลาร์ (5  มิลลิโมลาร์เท่ากับ 90  มิลลิกรัม/เดซิลิตร) ^{[ 72 ]}แต่จะลดลงเหลือ 2 ถึง 3  มิลลิโมลาร์เมื่ออดอาหาร^{[ 115 ]}อาการสับสนจะเกิดขึ้นเมื่อระดับกลูโคสต่ำกว่า 1  มิลลิโมลาร์ และอาการโคม่า จะเกิด ขึ้นเมื่อระดับต่ำกว่านั้น^{[ 115 ]}

กลูโคสในเลือดเรียกว่าน้ำตาลในเลือดระดับน้ำตาลในเลือดถูกควบคุมโดยเซลล์ประสาทที่จับกับกลูโคสในไฮโปทาลามัส [ ^{116 ] นอกจาก}นี้ กลูโคสในสมองยังจับกับตัวรับกลูโคสของระบบรางวัลในนิวเคลียสแอคคัมเบนส์ [ ^{116 ] การ}จับกันของกลูโคสกับตัวรับรสหวานบนลิ้นจะกระตุ้นการปล่อยฮอร์โมนต่างๆ ของการเผาผลาญพลังงาน ไม่ว่าจะผ่านทางกลูโคสหรือน้ำตาลชนิดอื่นๆ ซึ่งนำไปสู่การดูดซึมของเซลล์ที่เพิ่มขึ้นและระดับน้ำตาลในเลือดที่ลดลง^{[ 117 ]}สารให้ความหวานเทียมไม่ได้ทำให้ระดับน้ำตาลในเลือดลดลง^{[ 117 ]}

ปริมาณน้ำตาลในเลือดของคนที่มีสุขภาพดีในภาวะอดอาหารระยะสั้น เช่น หลังจากการอดอาหารข้ามคืน จะอยู่ที่ประมาณ 70 ถึง 100  มก./ดล. (4 ถึง 5.5  มิลลิโมลาร์) ในพลาสมาในเลือดค่าที่วัดได้จะสูงกว่าประมาณ 10–15% นอกจากนี้ ค่าใน เลือด แดงจะสูงกว่าความเข้มข้นใน เลือด ดำเนื่องจากกลูโคสถูกดูดซึมเข้าสู่เนื้อเยื่อในระหว่างการไหลของเลือดฝอยและในเลือดฝอย ซึ่งมักใช้ในการตรวจวัดระดับน้ำตาลในเลือด ค่าบางครั้งก็สูงกว่าในเลือดดำ ปริมาณกลูโคสในเลือดถูกควบคุมโดยฮอร์โมนอินซูลินอินครีตินและกลูคากอน [ ^{116 ] [ 118 ] อินซูลิน}จะลดระดับกลูโคส ในขณะที่กลูคากอนจะเพิ่มระดับกลูโคส^{[ 72 ]}นอกจากนี้ ฮอร์โมนอะดรีนาลีนไทรอกซินกลูโคคอร์ติคอยด์ โซมาโทโทรปินและอะดรีโนคอ ร์ติโคโทรปิน ยังทำให้ระดับกลูโคสเพิ่มขึ้น^{[ 72 ]}นอกจากนี้ยังมีการควบคุมที่ไม่ขึ้นกับฮอร์โมน ซึ่งเรียกว่าการควบคุมกลูโคสอัตโนมัติ^{[ 119 ]}หลังรับประทานอาหาร ความเข้มข้นของน้ำตาลในเลือดจะเพิ่มขึ้น ค่าที่สูงกว่า 180  มก./ดล. ในเลือดดำทั้งหมดถือเป็นภาวะผิดปกติและเรียกว่าภาวะน้ำตาล ในเลือดสูง ค่าที่ต่ำกว่า 40 มก./ดล .  เรียกว่า ภาวะน้ำตาลในเลือด ต่ำ^{[ 120 ]}เมื่อจำเป็น กลูโคสจะถูกปล่อยเข้าสู่กระแสเลือดโดยกลูโคส-6-ฟอสฟาเตสจากกลูโคส-6-ฟอสเฟตที่มาจากไกลโคเจนในตับและไต ซึ่งเป็นการควบคุมภาวะสมดุลของความเข้มข้นของกลูโคสในเลือด^{[ 89 ] [ 71 ]}ในสัตว์เคี้ยวเอื้องความเข้มข้นของกลูโคสในเลือดจะต่ำกว่า (60  มก./ดล. ในวัวและ 40  มก./ดล. ในแกะ ) เนื่องจากคาร์โบไฮเดรตจะถูกเปลี่ยนโดยจุลินทรีย์ในลำไส้ให้เป็นกรดไขมันสายสั้น มากขึ้น ^{[ 121 ]}

กลูโคสบางส่วนถูกเปลี่ยนเป็นกรดแลคติกโดยเซลล์แอสโทรไซต์ซึ่งจากนั้นจะถูกนำไปใช้เป็นแหล่งพลังงานโดยเซลล์สมองกลูโคสบางส่วนถูกใช้โดยเซลล์ลำไส้และเซลล์เม็ดเลือดแดงในขณะที่ส่วนที่เหลือไปถึงตับเนื้อเยื่อไขมันและเซลล์กล้ามเนื้อซึ่งจะถูกดูดซึมและเก็บสะสมเป็นไกลโคเจน (ภายใต้การทำงานของอินซูลิน ) ไกลโคเจนในเซลล์ตับสามารถเปลี่ยนเป็นกลูโคสและส่งกลับเข้าสู่กระแสเลือดได้เมื่ออินซูลินต่ำหรือไม่มีเลย ไกลโคเจนในเซลล์กล้ามเนื้อจะไม่ถูกส่งกลับเข้าสู่กระแสเลือดเนื่องจากขาดเอนไซม์ ในเซลล์ไขมันกลูโคสถูกใช้เพื่อเป็นพลังงานในการทำปฏิกิริยาสังเคราะห์ไขมัน บาง ชนิดและมีจุดประสงค์อื่นๆ ไกลโคเจนเป็นกลไก "การเก็บสะสมพลังงานกลูโคส" ของร่างกาย เพราะมัน "มีประสิทธิภาพในการใช้พื้นที่" มากกว่าและมีปฏิกิริยาน้อยกว่ากลูโคสเอง

เนื่องจากความสำคัญต่อสุขภาพของมนุษย์ กลูโคสจึงเป็นสารวิเคราะห์ในการทดสอบกลูโคสซึ่งเป็นการตรวจเลือดทางการแพทย์ ทั่วไป ^{[ 122 ]}การรับประทานอาหารหรือการอดอาหารก่อนการเจาะเลือดมีผลต่อการวิเคราะห์กลูโคสในเลือด ระดับน้ำตาลในเลือดขณะอดอาหารที่สูงอาจเป็นสัญญาณของ ภาวะก่อน เป็นเบาหวานหรือโรคเบาหวาน^{[ 123 ]}

ดัชนีไกลเซมิกเป็นตัวบ่งชี้ความเร็วของการดูดซึมและการเปลี่ยนระดับน้ำตาลในเลือดจากคาร์โบไฮเดรตที่รับประทานเข้าไป โดยวัดจากพื้นที่ใต้กราฟของระดับน้ำตาลในเลือดหลังการบริโภคเมื่อเทียบกับกลูโคส (กลูโคสถูกกำหนดให้เป็น 100) ^{[ 124 ]}ความสำคัญทางคลินิกของดัชนีไกลเซมิกเป็นที่ถกเถียงกัน^{[ 124 ] [ 125 ]}เนื่องจากอาหารที่มีไขมันสูงจะทำให้การดูดซึมคาร์โบไฮเดรตช้าลงและลดดัชนีไกลเซมิก เช่น ไอศกรีม^{[ 125 ]}ตัวบ่งชี้ทางเลือกคือดัชนีอินซูลิน^{[ 126 ]}ซึ่งวัดจากผลกระทบของการบริโภคคาร์โบไฮเดรตต่อระดับอินซูลินในเลือดภาระไกลเซมิกเป็นตัวบ่งชี้ปริมาณกลูโคสที่เพิ่มเข้าไปในระดับน้ำตาลในเลือดหลังการบริโภค โดยอิงจากดัชนีไกลเซมิกและปริมาณอาหารที่บริโภค

สิ่งมีชีวิตใช้กลูโคสเป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์สารสำคัญหลายชนิด แป้งเซลลูโลสและไกลโคเจน ("แป้งจากสัตว์") เป็นพอลิเมอร์ของ กลูโคส (พอลิแซ็กคาไรด์) ที่พบได้ทั่วไป พอลิเมอร์บางชนิด (เช่น แป้งหรือไกลโคเจน) ทำหน้าที่เป็นแหล่งเก็บพลังงาน ในขณะที่บางชนิด (เช่น เซลลูโลสและไคตินซึ่งทำจากอนุพันธ์ของกลูโคส) มีบทบาททางโครงสร้าง โอลิโกแซ็กคาไรด์ของกลูโคสที่รวมกับน้ำตาลชนิดอื่น ๆ ทำหน้าที่เป็นแหล่งเก็บพลังงานที่สำคัญ ตัวอย่างเช่น แลคโตส ซึ่งเป็นน้ำตาลหลักในนม เป็นไดแซ็กคาไรด์ของกลูโคส-กาแลคโตส และซูโครส ซึ่งเป็นไดแซ็กคาไรด์อีกชนิดหนึ่ง ประกอบด้วยกลูโคสและฟรุกโตส นอกจากนี้ กลูโคสยังถูกเติมเข้าไปในโปรตีนและไขมัน บางชนิด ในกระบวนการที่เรียกว่าไกลโคซิเลชันซึ่งมักมีความสำคัญต่อการทำงานของสารเหล่านั้น เอนไซม์ที่เชื่อมกลูโคสเข้ากับโมเลกุลอื่น ๆ มักใช้ กลูโคสที่ถูกฟอสฟ อริเลตแล้วเป็นพลังงานในการสร้างพันธะใหม่โดยการเชื่อมโยงกับการแตกตัวของพันธะกลูโคส-ฟอสเฟต

นอกจากการใช้โดยตรงเป็นโมโนเมอร์แล้ว กลูโคสยังสามารถแตกตัวเพื่อสังเคราะห์โมเลกุลชีวภาพอื่นๆ ได้หลากหลายชนิด ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากกลูโคสทำหน้าที่ทั้งเป็นแหล่งพลังงานหลักและเป็นแหล่งคาร์บอนอินทรีย์ กลูโคสสามารถแตกตัวและเปลี่ยนเป็นลิปิดได้ นอกจากนี้ยังเป็นสารตั้งต้นสำหรับการสังเคราะห์โมเลกุลสำคัญอื่นๆ เช่นวิตามินซี (กรดแอสคอร์บิก) ในสิ่งมีชีวิต กลูโคสจะถูกเปลี่ยนเป็นสารประกอบทางเคมีอื่นๆ หลายชนิดที่เป็นวัตถุดิบเริ่มต้นสำหรับวิถีเมตาบอลิ ซึมต่างๆ ในบรรดาสารเหล่านี้ โมโนแซ็กคาไรด์อื่นๆ ทั้งหมด^{[ 127 ]}เช่น ฟรุกโตส (ผ่านวิถีโพลีออล ) ^{[ 80 ]}แมนโนส (อีพิเมอร์ของกลูโคสที่ตำแหน่ง 2) กาแลคโตส (อีพิเมอร์ที่ตำแหน่ง 4) ฟูโคสกรดยูโรนิก ต่างๆ และน้ำตาลอะมิโน ล้วนผลิตจากกลูโคส^{[ 82 ]}นอกจากการฟอสโฟรีเลชันเป็นกลูโคส-6-ฟอสเฟต ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของไกลโคไลซิสแล้ว กลูโคสยังสามารถถูกออกซิไดซ์ระหว่างการสลายตัวเป็นกลูโคโน-1,5-แลคโตนได้ อีกด้วย กลูโคสถูกใช้ในแบคทีเรียบางชนิดเป็นหน่วยสร้างใน กระบวนการสร้าง เทรฮาโลสหรือเดกซ์แทรน และในสัตว์เป็นหน่วยสร้างของไกลโคเจน กลูโคสยังสามารถเปลี่ยนจากไซโลสไอโซเมอเรส ของแบคทีเรีย เป็นฟรุกโตสได้อีกด้วย นอกจากนี้เมตาบอไลต์ ของกลูโคส ยังผลิตกรดอะมิโนที่ไม่จำเป็นทั้งหมดแอลกอฮอล์น้ำตาลเช่นแมนนิทอลและซอร์บิทอลกรดไขมันคอเลสเตอรอลและกรดนิวคลีอิก^{[ 127 ]}สุดท้าย กลูโคสถูกใช้เป็นหน่วยสร้างในการไกลโคซิเลชันของโปรตีนเป็น ไกล โคโปรตีนไกลโคลิปิด เพปติ โด ไกลแคน ไกลโคไซด์และสารอื่นๆ (เร่งปฏิกิริยาโดยไกลโคซิลทรานสเฟอเรส ) และสามารถแยกออกจากสารเหล่านี้ได้โดยไกลโคซิเดส

นอกจากหน้าที่ที่เป็นที่รู้จักกันดีในฐานะแหล่งพลังงานของเซลล์แล้ว กลูโคสยังได้รับการระบุว่าเป็นตัวควบคุมหลักของการเจริญเติบโตของเนื้อเยื่อ^{[ 128 ]}การศึกษาในปี 2025 โดย Stanford Medicine ค้นพบว่ากลูโคสในรูปแบบที่สมบูรณ์ (ไม่ถูกเผาผลาญ) สามารถจับกับโปรตีนควบคุมต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับการแสดงออกของยีนได้ โปรตีนชนิดหนึ่งคือ IRF6 ซึ่งจะเปลี่ยนโครงสร้างเมื่อจับกับกลูโคส จึงส่งผลต่อการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับการแยกตัวของเซลล์ต้นกำเนิด บทบาทการควบคุมนี้เป็นอิสระจากหน้าที่การสลายตัวของกลูโคส และได้รับการสังเกตในเนื้อเยื่อหลายประเภท รวมถึงผิวหนัง กระดูก ไขมัน และเม็ดเลือดขาว การวิจัยแสดงให้เห็นว่าแม้แต่อะนาล็อกของกลูโคสที่ไม่สามารถเผาผลาญได้ก็สามารถส่งเสริมการแยกตัวได้ ซึ่งชี้ให้เห็นถึงหน้าที่การส่งสัญญาณของกลูโคส ผลการค้นพบเหล่านี้มีนัยสำคัญในการทำความเข้าใจและรักษาโรคที่มีลักษณะเฉพาะคือการแยกตัวที่บกพร่อง เช่น โรคเบาหวานและมะเร็งบางชนิด^{[ 129 ]}

โรคเบาหวานเป็นความผิดปกติทางเมตาบอลิซึมที่ร่างกายไม่สามารถควบคุมระดับกลูโคสในเลือดได้ ไม่ว่าจะเป็นเพราะร่างกายขาดอินซูลินหรือเซลล์ในร่างกายไม่ตอบสนองต่ออินซูลินอย่างเหมาะสม สถานการณ์เหล่านี้อาจเกิดจากระดับกลูโคสในเลือดที่สูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง ผ่านภาวะตับอ่อนล้าและภาวะดื้อต่ออินซูลินตับอ่อน เป็น อวัยวะที่รับผิดชอบในการหลั่งฮอร์โมนอินซูลินและกลูคากอน^{[ 130 ]}อินซูลินเป็นฮอร์โมนที่ควบคุมระดับกลูโคส ทำให้เซลล์ในร่างกายสามารถดูดซึมและใช้กลูโคสได้ หากไม่มีอินซูลิน กลูโคสจะไม่สามารถเข้าสู่เซลล์ได้ และจึงไม่สามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับการทำงานของร่างกายได้^{[ 131 ]}หากตับอ่อนสัมผัสกับระดับกลูโคสในเลือดที่สูงขึ้นอย่างต่อเนื่องเซลล์ที่ผลิตอินซูลินในตับอ่อนอาจได้รับความเสียหาย ทำให้ร่างกายขาดอินซูลิน ภาวะดื้อต่ออินซูลินเกิดขึ้นเมื่อตับอ่อนพยายามผลิตอินซูลินมากขึ้นเรื่อยๆ เพื่อตอบสนองต่อระดับกลูโคสในเลือดที่สูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง ในที่สุด ร่างกายส่วนอื่นๆ จะเกิดภาวะดื้อต่ออินซูลินที่ตับอ่อนผลิตขึ้น ทำให้ต้องใช้อินซูลินมากขึ้นเพื่อให้ได้ผลในการลดระดับน้ำตาลในเลือดเท่าเดิม และบังคับให้ตับอ่อนต้องผลิตอินซูลินมากขึ้นไปอีกเพื่อแข่งขันกับภาวะดื้อต่ออินซูลิน วงจรที่เลวร้ายนี้ส่งผลให้ตับอ่อนทำงานหนักเกินไปและทำให้โรคเบาหวานลุกลาม

เพื่อติดตามการตอบสนองของร่างกายต่อการรักษาลดระดับน้ำตาลในเลือด สามารถวัดระดับน้ำตาลในเลือดได้การวัดระดับน้ำตาลในเลือดสามารถทำได้หลายวิธี เช่น การทดสอบระดับน้ำตาลในเลือดขณะอดอาหาร ซึ่งวัดระดับน้ำตาลในเลือดหลังจากอดอาหาร 8 ชั่วโมง อีกวิธีหนึ่งคือ การทดสอบความทนทานต่อกลูโคส 2 ชั่วโมง (GTT) –สำหรับการทดสอบนี้ ผู้รับการทดสอบจะทำการทดสอบระดับน้ำตาลในเลือดขณะอดอาหาร จากนั้นดื่มเครื่องดื่มที่มีกลูโคส 75 กรัม และทำการทดสอบซ้ำ การทดสอบนี้วัดความสามารถของร่างกายในการประมวลผลกลูโคส เมื่อเวลาผ่านไป ระดับน้ำตาลในเลือดควรลดลง เนื่องจากอินซูลินช่วยให้เซลล์ดูดซึมกลูโคสและขับออกจากกระแสเลือด 

ภาวะน้ำตาลในเลือดต่ำเป็นภาวะที่เกิดขึ้นเมื่อระดับน้ำตาลในเลือดลดลงต่ำกว่าปกติ ทำให้เกิดอาการต่างๆ เช่น วิตกกังวล ตัวสั่น คลื่นไส้ ใจสั่น สับสน และหมดสติ^{[ 132 ]}ผู้ที่เป็นโรคเบาหวานหรือภาวะอื่นๆ ที่ทำให้น้ำตาลในเลือดต่ำอาจพกเม็ดกลูโคส เจลกลูโคสแบบรับประทานลูกอมหรือซองน้ำตาลไว้ใช้เมื่อระดับน้ำตาลในเลือดต่ำเกินไป

ภาวะน้ำตาลในเลือดต่ำอย่างรุนแรงอาจนำไปสู่อาการสับสน โคม่า ความเสียหายทางระบบประสาท และภาวะแทรกซ้อนร้ายแรงอื่นๆ ซึ่งทำให้การให้กลูโคสทางปากไม่ปลอดภัย^{[ 132 ]}ในกรณีเหล่านี้ สามารถให้เดกซ์โทรส (D-กลูโคส) ทางหลอดเลือดดำเพื่อเพิ่มระดับน้ำตาลในเลือดได้อย่างรวดเร็วและโดยตรง^{[ 133 ]}

ในสหรัฐอเมริกา ข้าวโพด(หรือน้ำเชื่อมข้าวโพด) เกือบทั้งหมดถูกใช้เป็นแหล่งกลูโคสสำหรับการผลิตไอโซกลูโคสซึ่งเป็นส่วนผสมของกลูโคสและฟรุกโตส เนื่องจากฟรุกโตสมีพลังในการให้ความหวานสูงกว่าโดยมีค่าพลังงานทางสรีรวิทยาเท่ากันที่ 374 กิโลแคลอรีต่อ 100 กรัม^{[ 148 ]}การผลิตไอโซกลูโคสทั่วโลกต่อปีอยู่ที่ 8 ล้านตัน ( ณ ปี 2011) ). ^{[ 140 ]}เมื่อทำจากน้ำเชื่อมข้าวโพด ผลิตภัณฑ์สุดท้ายคือน้ำเชื่อมข้าวโพดฟรุกโตสสูง (HFCS)

ปฏิกิริยาเหล่านี้มีความสำคัญในเชิงประวัติศาสตร์เท่านั้น:

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สำหรับการวิเคราะห์ส่วนผสมที่ซับซ้อนซึ่งมีกลูโคส เช่น ในน้ำผึ้งมักใช้ วิธีโครมาโทกราฟี เช่น โครมาโทกราฟีของเหลวประสิทธิภาพสูงและโครมาโทกราฟีแก๊ส^{[ 172 ]} ร่วมกับ แมสสเปกโทรเมตรี [ ^{173 ] [ 174 ] เมื่อ}พิจารณาอัตราส่วนไอโซโทปแล้ว ยังสามารถตรวจจับการปลอมปนน้ำผึ้งด้วยน้ำตาลที่เติมลงไปได้อย่างน่าเชื่อถือด้วยวิธีการเหล่านี้^{[ 175 ]}การดัดแปลงโดยใช้รีเอเจนต์ซิลิเลชันเป็นวิธีที่ใช้กันทั่วไป^{[ 176 ]}นอกจากนี้ยังสามารถหาปริมาณสัดส่วนของไดแซ็กคาไรด์และไตรแซ็กคาไรด์ได้อีกด้วย