תפקיד
מולקולות גלוקוז הינן פולריות. קבוצות ההידרוקסיל - OH אשר קשורות לפחמנים במולקולות הגלוקוז מקנות לגלוקוז פוליות, אשר גורמת למסיסותו של הגלוקוז בתמיסה מימית. ממברנת התא מורכבת בעיקר משומנים, אשר אינם פולריים – תכונה אשר אינה מאפשרת כניסת מולקולות פולריות באופן חופשי את תוך התא. גם אם נוצר מפל ריכוזים גבוה – ריכוז גלוקוז גבוה מחוץ לתא בהשוואה לריכוז גלוקוז נמוך בתוך התא, לא תתאפשר כניסת מולקולות גלוקוז. נשאי גלוקוז כחלבוניממברנה, משמשים "כשער" למולקולות גלוקוז. מנגנון הובלת גלוקוז על ידי נשאים אלו הינו דיפוזיה מסתייעת - Facilitated diffusion, אשר אינו דורש אספקת אנרגיה - ATP או ריכוז גבוה של יוני H+.
קליטת גלוקוז גורמת לשינוי קונפורמציה בנשאים הקשור בהובלת מולקולת גלוקוז אחת אל פנים התא.
GLUTs
קיימים 14 נשאי גלוקוז מסוג GLUTs, העיקריים מבניהם הינם נשאי גלוקוז - 1-5, שאר נשאי הגלוקוז ידועים, אך קיים פחות מידע לגביהם.
נשא גלוקוז – 1 – GLUT
נמצא בממברנות של רוב תאי הגוף. אריתרוציטים – תאי אדומים ותאי אנדותל של רקמות המשמשות כמחסום בררני כגון: מחסום דם מוח - blood-brain barrier או השלייה, הינם התאים בעלי הריכוז הגבוה ביותר של GLUT-1, כ – 5% - 2 מחלבוניהממברנה. בנוסף לתאים אלו, GLUT-1 נמצא בעיקר ברשתית העין, במעי וכליות. נשא גלוקוז מסוג GLUT-1 אינו תלוי באינסולין ומאופיין ב – Km נמוך – אפיניות גבוהה לגלוקוז. מלבד גלוקוז, GLUT-1 קשור בקליטת ויטמין C אל תאי הגוף.
נשא גלוקוז – 2 – GLUT
נמצא בממברנות של תאי הכבד, לבלב, מעי וכליות. נשא גלוקוז מסוג GLUT-2 אינו תלוי באינסולין ומאופיין ב – Km גבוה – אפיניות נמוכה לגלוקוז. מלבד גלוקוז, GLUT-2 קשור בקליטת גלוקוזאמין - Glucosamine ופרוקטוז אל תאי הגוף. בתאי בטא בלבלב משמש GLUT-2 כחיישן לגלוקוז אשר משפיע על שחרור אינסולין.
נשא גלוקוז – 3 – GLUT
נמצא בעיקר בממברנות של תאי עצב במוח. קיים גם בשלייה ובתאי דם שונים כגון: לימפוציטים, מונוציטים / מקרופאגים וטסיות דם. נשא גלוקוז מסוג GLUT-3 אינו תלוי באינסולין ומאופיין ב – Km נמוך – אפיניות גבוהה לגלוקוז.
נשא גלוקוז – 4 – GLUT
נמצא בעיקר בממברנות של תאי שריר משורטטים ותאי שומן. נשא גלוקוז מסוג GLUT-4 תלוי באינסולין ומאופיין ב – Km בינוני אשר משתווה לריכוז הגלוקוז בדם ( כאשר לא נצרך גלוקוז מהמזון ). לאחר צריכת מזון, מופרש ההורמון אינסולין, אשר נקשר לקולטן בתאי שריר ובתאי רקמת השומן. הפעלת הקולטן לאינסולין גורמת לשרשרת של תהליכים בתא: שפעול חלבונים - PKC, PKB-beta אשר גורמים לדיפוזיה של נשאי הגלוקוז – 4 אל ממברנת התא וקליטה מוגברת של גלוקוז אל תאים אלו.
נשאי גלוקוז מאופיינים ב - Km ( קבוע מיכאליס מנטן ) שונה לגלוקוז. ככל שה - Km נמוך הנשא מאופיין בזיקה גבוהה לגלוקוז, נשאים בעלי Km גבוה מאופיינים בזיקה נמוכה לגלוקוז. הצורך בנשאים שונים נובע מכך שלרקמות שונות בגוף ישנה דרישה שונה לגלוקוז. המוח, לדוגמה, מנצל גלוקוז כמקור אנרגיה ראשי ( כאשר פחמימות מסופקות בתזונה בכמות סבירה ), לכן נשאי הגלוקוז במוח מאופיינים ב - Km נמוך ומאפשרים את קליטת הגלוקוז למערכת העצבים באופן שיאפשר את פעולתה התקינה.
נשא גלוקוז – 5 – GLUT
נמצא בעיקר בתאי האפיתל במעי. למרות שמו, GLUT-5 אחראי בעיקר לקליטת פרוקטוז ממקור תזונתי. GLUT-5 קיים בריכוזים נמוכים ברקמות שונות, כגון: כליות, מוח, רקמת שומן ושריר.
נשאי סודיום ( נתרן ) -גלוקוז הינם נשאי גלוקוז אשר מובילים גלוקוז אל התאים באופן אקטיבי כנגד מפל ריכוזים. נשאים אלו מסתייעים באנרגיה אשר נוצרת על ידי משאבות נתרן / אשלגן לשם הכנסת שני יוני נתרן ומולקולת גלוקוז אחת אל התאים.
נשאים אלו אינם ספציפיים לגלוקוז ומסייעים בנוסף בעברת גלקטוז ומנוז. מתוך 12 הנשאים הקיימים, מוכרים שישה נשאי סודיום – גלוקוז, אשר נמצאים במספר רקמות בגוף האדם.
נשא סודיום-גלוקוז - SGLT-1
SGLT-1 – נמצא ברירית המעי הדק, לב, קנה הנשימה ובכליות. אחראי להעברת נתרן גלוקוזוגלקטוז. SGLT1 מתווך כמעט את כל צריכת הגלוקוז התלויה בנתרן במעי הדק ואחראי לכ – 3% מכמות הגלוקוז אשר נספגת מחדש בכליות.
נשא סודיום-גלוקוז - SGLT-2 SGLT-2 – נמצא בכליות ואחראי ליותר מ –90% מכמות הגלוקוז אשר נספגת מחדש בכליות.
נשא סודיום-גלוקוז - SGLT-3 SGLT-3 – נמצא ברירית המעי הדק, ברחם, כליות, בבלוטת התריס, קיבה ובריאות. מבין נשאי סודיום-גלוקוז, SGLT-3 הינו יוצא דופן בכך שאינו מעביר גלוקוז אלא יוני סודיום / נתרן בלבד. ישנה סברה ש - SGLT-3 משמש כחיישן לגלוקוז.
נשא סודיום-גלוקוז - SGLT- 4 SGLT-4 – נמצא ברירית המעי הדק, כליות, בלוטת התריס, קיבה ובריאות. SGLT-4 מעביר בנוסף לגלוקוז גם את חד הסוכר מנוז.
נשא סודיום-גלוקוז - SGLT-5 SGLT-5 – נמצא בכליות. תפקידו אינו ברור, אך משערים כי ביכולתו להעביר את חד הסוכר מנוז.
נשא סודיום-גלוקוז - SGLT-6 SGLT-6 – נמצא ברירית המעי הדק , בחוט השדרה, כליות ומוח. SGLT-6 אחראי להעברת גלוקוז ומיואינוזיטול – Myoinositol.
קיימים שני סוגים של נשאי גלוקוז. סוג ראשון הינו – GLUTs, אשר פועלים על פי מפל ריכוזים ואינם דורשים אנרגיה לשם פעולתם. סוג שני של נשאי גלוקוז הינו – SGLT, לנשאים אלו נדרש לשם פעולתם יון נתרן והשקעת אנרגיה – ATP.
נשאי גלוקוז - Glucose transporters – GLUTs
הינם חלבונים ממברנלים אשר קיימים בכל תאי הגוף, תפקידם לאפשר קליטת גלוקוז אל תאי הגוף. קיימים 14 נשאי גלוקוז אשר מקודדים ב – DNA. חלק מנשאי הגלוקוז אינם ספציפיים לגלוקוז ומאפשרים קליטת מולקולות נוספות, כגון: פרוקטוז, גלוקוזאמין וויטמין C.
מנגנון הובלת גלוקוז על ידי נשאים אלו הינו דיפוזיה מסתייעת - Facilitated diffusion, אשר אינו דורש אספקת אנרגיה ומתבצע עקב מפל ריכוזים.
מבנה
נשאי גלוקוז הינם חלבונים טרנסממבנרלים – חוצים את הממברנה ובנויים מ – 12 יחידות של סלילי אלפא אשר מקושרים בלולאות.
