Glucosetransporters

Glucosetransporters (GLUT) zijn een familie van transmembraaneiwitten die in de meeste zoogdiercellen worden aangetroffen. Door hun werking kan glucose over plasmamembranen worden overgebracht; we herinneren ons in dit verband dat dit zeer belangrijke energetische substraat - omdat het polair is - niet in staat is om spontaan de fosfolipide dubbellaag te doorkruisen die hen kenmerkt.

Bij de mens kan glucosetransport verlopen volgens een gradiënt (gefaciliteerde diffusie) of tegen een gradiënt in (actief transport).

Actief transport vindt plaats in de darm en niertubuli en vereist het indirecte gebruik van biochemische energie (Na+/glucose-symport). Gefaciliteerde diffusie vereist geen ATP en omvat glucosetransporters, de zogenaamde GLUT's.

Bij de mens zijn er talrijke isovormen van GLUT, aangegeven door toenemende aantallen (GLUT-1, GLUT-2, GLUT-3, GLUT-n), die - hoewel ze vrij gelijkaardig zijn - in sommige eigenschappen verschillen.

De bekendste en meest bestudeerde glucosetransporter is GLUT-4, vanwege zijn directe gevoeligheid voor insuline. Onder normale omstandigheden bevindt deze drager zich in het cytoplasmatische gebied en wordt de translocatie op het celmembraan gestimuleerd door de binding van insuline met het membraan receptor. Dit proces bevordert de verplaatsing van glucose uit de interstitiële vloeistof naar de cel.Wanneer de bloedglucoseconcentratie normaliseert en insuline wordt geëlimineerd, worden de GLUT 4-moleculen langzaam verwijderd van het plasmamembraan en gesekwestreerd door endocytose in intracellulaire blaasjes.

De glucosetransporter GLUT-4 is voornamelijk aanwezig in skeletspieren, hart en wit en bruin vetweefsel, niet verrassend gedefinieerd als insulineafhankelijke weefsels. Op spierniveau wordt de translocatie van GLUT-4-transporters van intracellulaire plaatsen (vesikels) naar het plasmamembraan ook begunstigd door de contractie, door de toename van de bloedstroom en door de lage niveaus van glycogeen die kenmerkend zijn voor langdurige lichaamsbeweging. Dit verklaart waarom sport een zeer nuttig medicijn is bij het voorkomen van insulineresistentie en bij de behandeling van diabetes mellitus.

Een bepaalde glucosetransporter is GLUT-2, voornamelijk tot expressie gebracht in de lever; dit eiwit is namelijk in staat om in beide richtingen te werken, waardoor de doorgang van suiker van de cel naar de interstitiële vloeistof en vice versa wordt bevorderd. Deze functie is erg belangrijk omdat de lever de primaire zetel is van de gluconeogenese, dat wil zeggen de ex-novo-synthese van glucose (die vervolgens in het bloed moet worden afgegeven) uitgaande van aminozuren, glycerol en melkzuur. GLUT-2 kan ook galactose, mannose en fructose transporteren, de laatste capaciteit wordt gedeeld met de GLUT-5-transporter.

GLUT-2 wordt ook tot expressie gebracht in pancreas B-cellen en wordt gekenmerkt door een lage affiniteit geassocieerd met een "hoge capaciteit (het wordt nooit verzadigd door glucose).

Ook in de lever vinden we het transporteiwit GLUT-7, dat fungeert als een intracellulaire transporter van glucose, belangrijk voor het bevorderen van de export van de tijdens gluconeogenese geproduceerde hoeveelheid.

Niet alle weefsels in het menselijk lichaam zijn voor hun glucosevoorziening afhankelijk van insuline. Naast de lever vinden we op het niveau van de hersenen en rode bloedcellen bijvoorbeeld een "hoge concentratie insuline-onafhankelijke glucosetransporters, zoals GLUT-1 en GLUT-3.