Rolul insulinei și glucagonului GLUT4 în reglarea glicolizei Educație
Contracția și insulina sunt stimulii majori care activează transportul glucozei în mușchii scheletici. Mobilizarea glucozei de către mușchii scheletici reprezintă aproximativ 70% din glucoza luată din ser.
Prin urmare, acest proces este extrem de important în homeostazia glucozei. .
Capacitatea de a transporta glucoza peste membrana plasmatică este o caracteristică comună aproape tuturor tipurilor de celule, de la bacterii simple la celule neuronale foarte specializate.
Există 2 tipuri de transport al glucozei.
la. Transport ușor
Este asigurat de membrii familiei de transportoare GLUT („GLUcose Transporter”) care formează un por prin membrană (uniport).
Unele os intră prin acest tip de por prin difuzie pasivă, adică fără aport de energie (acest tip de transport are loc în direcția gradientului de concentrație sau gradientului electrochimic).
Transportul unui solut prin difuzie facilitată crește considerabil viteza de transport a acestui solut.
KM glucoză GLUT1 ≈ 1,5 mM (figura de mai jos).
GLUT2 (gena SCL2A2): exprimată în principal în ficat, celule β pancreatice, rinichi și intestine. KM glucoză = 15 - 20 mM. De asemenea, transportă fructoză și galactoză.
GLUT2 asigură transport bidirecțional al glucozei peste membrană. Cu alte cuvinte, transportorul este cel care permite glucozei să iasă din celulă după ce a fost defosforilată de glucoză-6 fosfatază (enzimă gluconeogeneză).
GLUT2 uman este o proteină de 524 aminoacizi cu aproximativ 56% identitate cu GLUT1 uman.
b. Transport activ secundar
Se efectuează prin intermediul simporturilor [Na +/glucoză] ("Co-transportor de sodiu/glucoză" - SGLT1 și SGLT2) .
Aceste simporturi utilizează gradientul transmembranar de Na + generat de pompa de sodiu sau [Na +/K +] -ATPaza constând din 12 helice transmembranare α.
Rolul insulinei și al transportorului GLUT4
Într-o celulă nestimulată sau când concentrația de insulină este scăzută, transportorul glucozei insulino-dependent GLUT4 este localizat în veziculele de depozitare ale celulelor hepatice și musculare.
Aceste vezicule trebuie să fuzioneze cu membrana plasmatică înainte ca glucoza să intre în celulă.
Când nivelul de glucoză circulant este ridicat, insulina este eliberată de insulele Langerhans și facilitează mobilizarea glucozei printr-o creștere a sintezei și translocării GLUT4 din compartimentele endosomale către membrana plasmatică.
Ca urmare, absorbția glucozei crește .
- Forma activă Rab-GTP participă la translocarea veziculelor de stocare GLUT4 și la fuziunea acestor vezicule cu membrana plasmatică .
- Astfel, concentrația de GLUT4 pe membrana plasmatică este crescută.
Pe suprafața celulei, GLUT4 facilitează difuzia glucozei în direcția gradientului său de concentrație în celulele hepatice și musculare.
Odată ajuns în celule, glucoza este fosforilată rapid de glucokinază în ficat și de hexokinază în alte țesuturi pentru a forma glucoză-6-fosfat care alimentează glicoliza sau este polimerizată în glicogen.
Glucoza-6-fosfatul nu poate difuza înapoi din celule, ceea ce menține, de asemenea, gradientul de concentrație de glucoză liber, astfel încât să poată difuza pasiv în celule.
Structura GLUT4
GLUT4 (Uniprot: P14672) este una dintre numeroasele izoforme care constituie o familie de 14 transportori de hexoză la om (GLUT1 până la GLUT12, GLUT14 și HMIT) subdivizată în 3 clase.
Lanțul polipeptidic GLUT4 conține 509 aminoacizi care formează 12 spirale transmembranare.
Domeniul N-terminal conține helici de la I la VI, iar domeniul C-terminal conține helici de la VII la XII. Aceste 2 regiuni formează o pseudo-axă de simetrie în jurul unui tunel polar central care permite intrarea/ieșirea glucozei. Acest tunel amfipatic pare să fie format din spirale 1, 2, 4, 5, 7, 8, 10 și 11.