Glukosetransporter

Glucosetransporter (GLUT) sind eine Familie von Transmembranproteinen, die in den meisten Säugerzellen vorkommen. Ihre Wirkung ermöglicht den Transfer von Glukose durch die Plasmamembranen; wir erinnern uns in dieser Hinsicht daran, dass dieses sehr wichtige energetische Substrat - da es polar ist - nicht in der Lage ist, die Phospholipiddoppelschicht, die sie charakterisiert, spontan zu durchqueren.

Beim Menschen kann der Glukosetransport nach einem Gradienten (erleichterte Diffusion) oder gegen einen Gradienten (aktiver Transport) erfolgen.

Der aktive Transport erfolgt im Darm und in den Nierentubuli und erfordert die indirekte Nutzung biochemischer Energie (Na + / Glucose-Symport). Die erleichterte Diffusion benötigt kein ATP und beinhaltet Glukosetransporter, die sogenannten GLUTs.

Beim Menschen gibt es zahlreiche Isoformen von GLUT, gekennzeichnet durch aufsteigende Zahlen (GLUT-1, GLUT-2, GLUT-3, GLUT-n), die sich - obwohl sie recht ähnlich sind - in einigen Eigenschaften unterscheiden.

Der bekannteste und am besten untersuchte Glukosetransporter ist aufgrund seiner direkten Insulinsensitivität GLUT-4, der sich unter normalen Bedingungen im zytoplasmatischen Bereich befindet und seine Translokation auf der Zellmembran durch die Bindung von Insulin an die Membran stimuliert wird Rezeptor. Dieser Prozess fördert den Transport von Glukose aus der interstitiellen Flüssigkeit in die Zelle.Wenn sich die Blutglukosekonzentration normalisiert und Insulin ausgeschieden wird,werden die GLUT-4-Moleküle langsam von der Plasmamembran entfernt und durch Endozytosein intrazellulären Vesikeln sequestriert.

Der Glukosetransporter GLUT-4 ist hauptsächlich in Skelettmuskulatur, Herz und weißem und braunem Fettgewebe vorhanden, nicht überraschend als insulinabhängiges Gewebe definiert. Auf Muskelebene wird die Translokation von GLUT-4-Transportern von intrazellulären Stellen (Vesikeln) zur Plasmamembran ebenfalls durch die Kontraktion, durch die Erhöhung des Blutflusses und durch die niedrigen Glykogenspiegel begünstigt, die für langanhaltende körperliche Anstrengung kennzeichnend sind. Dies erklärt, warum Sport ein sehr nützliches Medikament zur Vorbeugung von Insulinresistenz und bei der Behandlung von Diabetes mellitus ist.

Ein besonderer Glukosetransporter ist GLUT-2, das hauptsächlich in der Leber exprimiert wird; Dieses Protein kann in beide Richtungen wirken und den Übergang von Zucker von der Zelle in die interstitielle Flüssigkeit und umgekehrt fördern. Diese Funktion ist sehr wichtig, da die Leber der primäre Sitz der Gluconeogenese ist, dh der ex-novo-Synthese von Glukose (die dann ins Blut freigesetzt werden muss) ausgehend von Aminosäuren, Glycerin und Milchsäure. GLUT-2 kann auch Galactose, Mannose und Fructose transportieren, wobei letztere Kapazität mit dem GLUT-5-Transporter geteilt wird.

GLUT-2 wird auch in B-Zellen der Bauchspeicheldrüse exprimiert und zeichnet sich durch eine geringe Affinität aus, verbunden mit einer „hohen Kapazität (es wird nie mit Glukose gesättigt).

Auch in der Leber finden wir das Transportprotein GLUT-7, das als intrazellulärer Glukosetransporter fungiert und den Export der während der Gluconeogenese produzierten Menge fördert.

Nicht alle Gewebe des menschlichen Körpers sind für ihre Glukoseversorgung auf Insulin angewiesen. Neben der Leber finden wir auf der Ebene des Gehirns und der roten Blutkörperchen beispielsweise eine „hohe Konzentration insulinunabhängiger Glukosetransporter wie GLUT-1 und GLUT-3.