多糖中的葡萄糖作为基本组成单元，主要参与能量储存、结构支撑、代谢调节、细胞识别以及抗氧化等生理过程。其在多糖中的存在形式决定了生物体的多种功能特性。
1、能量储存
葡萄糖通过α-1,4糖苷键连接形成淀粉和糖原，这类多糖在动植物体内形成高密度储能形式。如人体肝糖原可在血糖下降时快速分解供能，1克糖原可储存约4千卡热量，其分支结构显著提升了储能效率。
2、结构支撑
以β-1,4糖苷键连接的葡萄糖形成纤维素，构成植物细胞壁主要成分。这种线性排列方式形成的微纤维束，其抗张强度相当于同等质量钢材的5倍，为植物提供机械支撑的同时，人体虽不能消化但能促进肠道蠕动。
3、代谢调节
糖蛋白中的葡萄糖残基通过N-连接或O-连接方式参与蛋白质修饰，调节酶活性。如肝细胞膜葡萄糖转运蛋白的糖基化程度直接影响血糖摄取效率，糖基化水平每降低10%可使葡萄糖转运速率下降约30%。
4、细胞识别
细胞表面多糖链的葡萄糖异构体构成特异性抗原表位。ABO血型系统中，H抗原末端的葡萄糖构型差异决定了血型特异性，不同构型间识别错误可能引发严重输血反应。
5、抗氧化作用
某些葡聚糖通过清除羟基自由基发挥抗氧化效应。实验数据显示，特定分子量的β-葡聚糖可使超氧化物歧化酶活性提升20%-35%，其作用机制与激活Nrf2/ARE信号通路密切相关。
日常膳食中全谷物、菌菇类食物的合理摄入有助于获取天然多糖。在医疗应用领域，经结构修饰的葡聚糖衍生物已用于免疫调节剂开发，但具体使用需遵循专业指导。