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葡萄糖转运蛋白与疾病

2017-12-05 来源:肿瘤代谢营养治疗  标签: 掌上医生 喝茶减肥 一天瘦一斤 安全减肥 cps联盟 美容护肤
摘要:葡萄糖是一种最重要的能量来源,组织细胞摄入葡萄糖需借助细胞膜上的葡萄糖转运蛋白(GLUT)载体,运载葡萄糖进入上皮细胞、促进细胞代谢。

   葡萄糖是一种最重要的能量来源,组织细胞摄入葡萄糖需借助细胞膜上的葡萄糖转运蛋白(GLUT)载体,运载葡萄糖进入上皮细胞、促进细胞代谢。到目前为止,已有14种GLUT被发现,分别为GLUT1~12,H+-依赖性肌醇转运体(H+-dependentmyo-inositoltransporter,HMIT)和GLUT-14.它们在体内的分布、各自功能及与葡萄糖亲和力存在差异,并对葡萄糖有不同转运效率。GLUT1及GLUT3对葡萄糖的亲和力最高,GLUT2最低,其余介于二者之间。

 
  GLUT1~GLUT4是基础的葡萄糖转运载体,GLUT1存在于人体各组织,是分布最广泛的转运体,及葡萄糖转运主要载体。研究发现,GLUT1过表达与肿瘤发生发展有关。GLUT2存在释放葡萄糖入血的器官中,如肝、肠、胰腺B细胞、肾,而GLUT3则多表达在神经细胞和血小板,也存在于全身各组织。GLUT4是胰岛素敏感的葡萄糖转运载体,主要存在于骨骼肌、心肌及脂肪组织中。GLUT5为果糖转运载体,多存在于小肠及肾脏中。GLUT6为假基因,在蛋白质水平上无表达。GLUT7主要表达与小肠的远端,可转运葡萄糖及果糖。GLUT8主要表达于睾丸中。GLUT9主要表达于肝脏、肾脏和胎盘。GLUT10主要表达于胰岛素敏感的组织中,如肝脏、骨骼肌、胰腺。GLUT11表达于心脏和骨骼肌中为果糖转运载体。GLUT12多表达于肌肉、心脏及脂肪细胞等,GLUT14特异性表达于睾丸组织中,HMIT为H/肌醇共同载体。
 
  GLUTs体内环境改变非常敏感,并受机体内环境及信号分子、小分子因子、代谢产物的调节,广泛参与信号通路“网络”。与许多疾病发生、发展有关。目前研究较多的有GLUT1~4及GLUT9,其他GLUT研究较少,其中对GLUT1研究的最多。
 
  与GLUT1有关疾病
 
  肿瘤性疾病恶性肿瘤细胞获得能量主要方式为有氧状态糖酵解,葡萄糖是其唯一能量底物,血葡萄糖主要通过GLUT进入胞内,肿瘤细胞快速生长需要维持较高糖酵解水平,需要更多葡萄糖供应,肿瘤细胞表面GLUT1表达水平较高,增加葡萄糖摄取和转运。包括肝脏、胰腺、乳腺、食管、肺、脑、肾脏、皮肤、卵巢、结肠、子宫内膜和子宫颈恶性肿瘤等多种恶性肿瘤细胞的GLUT1表达增高,阳性表达率均达到50%。GLUT1不但可以反映肿瘤增殖,良、恶性,缺氧程度,侵袭转移等重要生物学特征,且对肿瘤分期分级、治疗效果及患者预后均能予以客观评价。
 
  肿瘤侵袭相关的表皮生长因子/表皮生长因子受体信号转导通路中,GLUT1与表皮生长因子受体HER-2及肿瘤血管内皮生长因子的表达均呈正相关。GLUT1直接关系到葡萄糖的摄取,根据肿瘤糖代谢异常的原理,GLUT1有望作为肿瘤治疗效果的评估指标。
 
  缺血缺氧性脑病体内葡萄糖由血液通过血脑屏障进入脑细胞,GLUT1可通过血脑屏障,且GLUT1、GLUT3在其所在的相应内皮细胞及神经细胞内有较高含量,说明GLUT1对缺血缺氧性脑病发生发展可能有决定性作用。
 
  2型糖尿病目前已经证实,2型糖尿病与肥胖患者成纤维细胞与肌细胞表明GLUT1含量明显增加,以维持机体相对稳定的血糖水平。
 
  血液系统疾病GLUT1是红细胞膜上存在的葡萄糖转运体,当红细胞异常就可表现为GLUT1的表达或功能异常,进一步引起供血供氧异常。GLUT1对血液系统有更广泛的影响,刺激巨核细胞增生和成熟,增强血小板的功能,进而影响凝血功能,可能与肥胖或糖尿病患者易血液高凝及血栓形成有关。
 
  滋养细胞肿瘤GLUT1、GLUT3存在于人类胎盘三级绒毛组织的一级绒毛干,GLUT1与滋养细胞恶性转化无关,只负责转移葡萄糖经过胎盘屏障供胎儿营养需要,而GLUT3高表达可作为滋养细胞恶性转化的标志。
 
  与GLUT2、GLUT3、GLUT4有关疾病
 
  GLUT2可能与参与糖尿病发生,包括自身免疫性糖尿病。GLUT3为神经元主要葡萄糖转运载体,与神经系统,尤其是缺血缺氧性脑病有关。GLUT4主要分布于脂肪细胞和肌肉细胞(均为胰岛素敏感性细胞),在胰岛素刺激或运动刺激下,脂肪细胞和骨骼肌细胞中的GLUT4会从细胞内转位至细胞膜上,两种转位途径不同。但在2型糖尿病这种转位功能被减弱,GLUT4转位障碍导致胰岛素抵抗。对于心脏疾病患者,可用胰岛素诱导GLUT4转位来提高心肌功能储备,在心功能减退早期增加葡萄糖的供给,提高GLUT4的质量,能增强心功能储备,增加心肌细胞对缺氧缺血的耐受。
 
  与GLUT9有关疾病
 
  GLUT9与尿酸的代谢密切相关,肝脏和肾脏缺乏GLUT9表达,致血尿酸和尿尿酸同时升高,而致痛风发生。加强GLUT9在痛风发病中的研究有助于进一步阐明痛风的发病机制,并有助于为痛风的防治开辟新的方向。
 
  GLUT目前与许多疾病发生相关,尽管一些机制目前尚不明确,但对它的研究,已经引起广泛的重视,成为研究的热点,GLUT的进一步研究,对认识肿瘤的生物学行为、开展糖尿病防治和新型分子靶向治疗、痛风的防治等方面都具有重要意义。
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