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核糖具有手性碳原子特性，有L型和D型2中構(gòu)型。自然界中L型核糖極不穩(wěn)定，核糖主要以D型形態(tài)存在，即D-核糖。D-核糖是一種具有極強水溶性、有甜味的五碳糖，又名D-呋喃核糖，是存在于所有活細胞中的天然戊醛糖，以呋喃型廣泛存在。
D-核糖廣泛應用于普通食品、保健食品、臨床營養(yǎng)食品、特殊功能食品、藥品等諸多方面。尤其在醫(yī)藥行業(yè)，核糖不僅是多種藥物的中間體，其本身也具有醫(yī)療作用。近幾年，隨著發(fā)酵法生產(chǎn)D-核糖的工藝逐漸成熟、生產(chǎn)成本降低及新工藝的改進，其應用范圍又有了進一步擴展。
ATP是細胞的“能量貨幣”。在高強度運動或疾病狀態(tài)下，ATP的分解速度會大于合成速度，ATP濃度隨之下降。大部分ATP的降解產(chǎn)物IMP可以通過補救途徑重新合成ATP，小部分IMP會進一步降解，以嘌呤形式流失，進而導致核苷酸池不斷下降。細胞可通過重新和補救合成途徑彌補流失的ATP，D-核糖的含量是其恢復速度的限制因素。
衰竭心臟內(nèi)的ATP及核苷酸池含量會慢慢減少，它們的含量與衰竭的程度存在緊密的相關(guān)性，能量供應不足被認為是引起心力衰竭的重要原因。核糖可以通過加速ATP的重頭和補救合成途徑；來補充ATP，大量臨床實驗表明核糖可以改善缺血性衰竭患者的心臟功能。然而，Kiterie等在動物實驗中未發(fā)現(xiàn)核糖對非缺血性慢性心衰小鼠有改善作用，原因未知。
王亞坤等以負重游泳大鼠為實驗對象研究D-核糖對大鼠運動過程中及恢復期心臟和骨骼肌功能的回復作用，發(fā)現(xiàn)D-核糖顯著提高了腓腸肌內(nèi)ATP的合成速率，使機體在72h內(nèi)完全恢復了運動過程中消耗的ATP。另有研究發(fā)現(xiàn)，在間歇性高強度運動中，核糖并未顯示出回復ATP的作用。
D-核糖是一種單糖，所有的單糖均具有增加胰島素分泌的作用，所以核糖的攝入會引起血糖的短暫降低，一般是推薦核糖做伴餐食用，但不能忽略其短暫的降血糖作用，因此低血糖人群服用時應遵從醫(yī)師的建議。
隨著年齡的增長，人們皮膚里的膠原和彈性纖維減少，臨床上表現(xiàn)為皮膚缺少彈性，皺紋增多。伴隨著衰老、真皮細胞里面的ATP逐漸減少，致使能量供應不足，從而會改變細胞的功能。有試驗選擇了20名膚色暗淡、皺紋較多的女性，給予0.5%含量的核糖面部乳液，一個月后皺紋明顯減少，證明核糖具有延緩皮膚衰老的功效。
此外，有報道顯示D-核糖還能顯著提高患有纖維疼痛和慢性疲勞綜合癥患者的能量水平和睡眠質(zhì)量，使頭腦更加清醒，減輕患者疼痛感和臨床癥狀。核糖還具有減弱疲勞過度后小鼠睪丸氧化損傷的功效，具有一定的抗氧化功效，核糖其他相關(guān)的生理功能還有待進一步探究。
D-核糖可以作為調(diào)味品以及調(diào)味香精等風味物質(zhì)的合成原料。利用D-核糖的甜味及能量補充作用，已經(jīng)廣泛應用到飲料、能量棒等多種食品中，尤其以美國最為突出。
在醫(yī)藥工業(yè)中，D-核糖可作為多種藥物的合成原料。D-核糖可以通過共價鍵連接抗腫瘤藥物，制備成糖結(jié)合腫瘤靶向藥物，使得藥物具有靶向腫瘤部位的作用。D-核糖早期還作為心臟影像檢查的增效劑，檢測心血管系統(tǒng)中可逆鉈缺陷區(qū)。目前也有正在進行的關(guān)于D-核糖對肌纖維疼痛綜合癥的臨床試驗等。但是，目前已D-核糖為原料的藥物還沒有得到任何國家相關(guān)權(quán)威機構(gòu)的獲批。
D-核糖已廣泛應用于臨床營養(yǎng)（心臟病患者輔助治療、肌纖維疼痛綜合癥）、抗高原缺氧等產(chǎn)品上。
D-核糖具有抗疲勞、耐缺氧的作用。美國Bioenergy公司申請的數(shù)篇專利開啟了D-核糖在體育運動營養(yǎng)方面的應用，多個國外公司十幾種液體和固體運動飲料，均采用添加D-核糖作為新型能量因子。國內(nèi)也有使用D-核糖添加劑生產(chǎn)的一系列產(chǎn)品。
D-核糖在美國市場上是一種膳食補充劑，經(jīng)美國FDA認定是作為一種新食品原料。當攝入核糖超過200mg/（kg·h）可能會引起腹瀉，D-核糖屬于五碳糖，五碳糖均具有極強的吸水性，攝入過多會引起腸道脫水。
服用核糖也可能會引起極少數(shù)人產(chǎn)生惡心，頭暈等輕微癥狀，當核糖的服用量低于15g/d時，對大部分人是沒有副作用的。
此外，核糖的半衰期比較短，在服用30分鐘左右達到最高值120min左右基本全被吸收，盡管核糖可以有效補充肌肉里面的ATP，但是運動專家不推薦健康的年輕人以核糖作為機能增進劑來補充能量。