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葡萄糖轉運蛋白與疾病

2017-12-05 來源:腫瘤代謝營養(yǎng)治療  標簽: 掌上醫(yī)生 喝茶減肥 一天瘦一斤 安全減肥 cps聯(lián)盟 美容護膚
摘要:葡萄糖是一種最重要的能量來源,組織細胞攝入葡萄糖需借助細胞膜上的葡萄糖轉運蛋白(GLUT)載體,運載葡萄糖進入上皮細胞、促進細胞代謝。

   葡萄糖是一種最重要的能量來源,組織細胞攝入葡萄糖需借助細胞膜上的葡萄糖轉運蛋白(GLUT)載體,運載葡萄糖進入上皮細胞、促進細胞代謝。到目前為止,已有14種GLUT被發(fā)現(xiàn),分別為GLUT1~12,H+-依賴性肌醇轉運體(H+-dependentmyo-inositoltransporter,HMIT)和GLUT-14.它們在體內的分布、各自功能及與葡萄糖親和力存在差異,并對葡萄糖有不同轉運效率。GLUT1及GLUT3對葡萄糖的親和力最高,GLUT2最低,其余介于二者之間。

 
  GLUT1~GLUT4是基礎的葡萄糖轉運載體,GLUT1存在于人體各組織,是分布最廣泛的轉運體,及葡萄糖轉運主要載體。研究發(fā)現(xiàn),GLUT1過表達與腫瘤發(fā)生發(fā)展有關。GLUT2存在釋放葡萄糖入血的器官中,如肝、腸、胰腺B細胞、腎,而GLUT3則多表達在神經(jīng)細胞和血小板,也存在于全身各組織。GLUT4是胰島素敏感的葡萄糖轉運載體,主要存在于骨骼肌、心肌及脂肪組織中。GLUT5為果糖轉運載體,多存在于小腸及腎臟中。GLUT6為假基因,在蛋白質水平上無表達。GLUT7主要表達與小腸的遠端,可轉運葡萄糖及果糖。GLUT8主要表達于睪丸中。GLUT9主要表達于肝臟、腎臟和胎盤。GLUT10主要表達于胰島素敏感的組織中,如肝臟、骨骼肌、胰腺。GLUT11表達于心臟和骨骼肌中為果糖轉運載體。GLUT12多表達于肌肉、心臟及脂肪細胞等,GLUT14特異性表達于睪丸組織中,HMIT為H/肌醇共同載體。
 
  GLUTs體內環(huán)境改變非常敏感,并受機體內環(huán)境及信號分子、小分子因子、代謝產物的調節(jié),廣泛參與信號通路“網(wǎng)絡”。與許多疾病發(fā)生、發(fā)展有關。目前研究較多的有GLUT1~4及GLUT9,其他GLUT研究較少,其中對GLUT1研究的最多。
 
  與GLUT1有關疾病
 
  腫瘤性疾病惡性腫瘤細胞獲得能量主要方式為有氧狀態(tài)糖酵解,葡萄糖是其唯一能量底物,血葡萄糖主要通過GLUT進入胞內,腫瘤細胞快速生長需要維持較高糖酵解水平,需要更多葡萄糖供應,腫瘤細胞表面GLUT1表達水平較高,增加葡萄糖攝取和轉運。包括肝臟、胰腺、乳腺、食管、肺、腦、腎臟、皮膚、卵巢、結腸、子宮內膜和子宮頸惡性腫瘤等多種惡性腫瘤細胞的GLUT1表達增高,陽性表達率均達到50%。GLUT1不但可以反映腫瘤增殖,良、惡性,缺氧程度,侵襲轉移等重要生物學特征,且對腫瘤分期分級、治療效果及患者預后均能予以客觀評價。
 
  腫瘤侵襲相關的表皮生長因子/表皮生長因子受體信號轉導通路中,GLUT1與表皮生長因子受體HER-2及腫瘤血管內皮生長因子的表達均呈正相關。GLUT1直接關系到葡萄糖的攝取,根據(jù)腫瘤糖代謝異常的原理,GLUT1有望作為腫瘤治療效果的評估指標。
 
  缺血缺氧性腦病體內葡萄糖由血液通過血腦屏障進入腦細胞,GLUT1可通過血腦屏障,且GLUT1、GLUT3在其所在的相應內皮細胞及神經(jīng)細胞內有較高含量,說明GLUT1對缺血缺氧性腦病發(fā)生發(fā)展可能有決定性作用。
 
  2型糖尿病目前已經(jīng)證實,2型糖尿病與肥胖患者成纖維細胞與肌細胞表明GLUT1含量明顯增加,以維持機體相對穩(wěn)定的血糖水平。
 
  血液系統(tǒng)疾病GLUT1是紅細胞膜上存在的葡萄糖轉運體,當紅細胞異常就可表現(xiàn)為GLUT1的表達或功能異常,進一步引起供血供氧異常。GLUT1對血液系統(tǒng)有更廣泛的影響,刺激巨核細胞增生和成熟,增強血小板的功能,進而影響凝血功能,可能與肥胖或糖尿病患者易血液高凝及血栓形成有關。
 
  滋養(yǎng)細胞腫瘤GLUT1、GLUT3存在于人類胎盤三級絨毛組織的一級絨毛干,GLUT1與滋養(yǎng)細胞惡性轉化無關,只負責轉移葡萄糖經(jīng)過胎盤屏障供胎兒營養(yǎng)需要,而GLUT3高表達可作為滋養(yǎng)細胞惡性轉化的標志。
 
  與GLUT2、GLUT3、GLUT4有關疾病
 
  GLUT2可能與參與糖尿病發(fā)生,包括自身免疫性糖尿病。GLUT3為神經(jīng)元主要葡萄糖轉運載體,與神經(jīng)系統(tǒng),尤其是缺血缺氧性腦病有關。GLUT4主要分布于脂肪細胞和肌肉細胞(均為胰島素敏感性細胞),在胰島素刺激或運動刺激下,脂肪細胞和骨骼肌細胞中的GLUT4會從細胞內轉位至細胞膜上,兩種轉位途徑不同。但在2型糖尿病這種轉位功能被減弱,GLUT4轉位障礙導致胰島素抵抗。對于心臟疾病患者,可用胰島素誘導GLUT4轉位來提高心肌功能儲備,在心功能減退早期增加葡萄糖的供給,提高GLUT4的質量,能增強心功能儲備,增加心肌細胞對缺氧缺血的耐受。
 
  與GLUT9有關疾病
 
  GLUT9與尿酸的代謝密切相關,肝臟和腎臟缺乏GLUT9表達,致血尿酸和尿尿酸同時升高,而致痛風發(fā)生。加強GLUT9在痛風發(fā)病中的研究有助于進一步闡明痛風的發(fā)病機制,并有助于為痛風的防治開辟新的方向。
 
  GLUT目前與許多疾病發(fā)生相關,盡管一些機制目前尚不明確,但對它的研究,已經(jīng)引起廣泛的重視,成為研究的熱點,GLUT的進一步研究,對認識腫瘤的生物學行為、開展糖尿病防治和新型分子靶向治療、痛風的防治等方面都具有重要意義。
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