Transportery glukozy (GLUT) to rodzina białek transbłonowych występujących w większości komórek ssaków. Ich działanie umożliwia przenoszenie glukozy przez błony plazmatyczne; pamiętamy w związku z tym, że ten bardzo ważny substrat energetyczny – będąc polarnym – nie jest w stanie samoistnie przejść przez charakteryzującą je dwuwarstwę fosfolipidową.
U ludzi transport glukozy może przebiegać zgodnie z gradientem (ułatwiona dyfuzja) lub przeciw gradientowi (transport aktywny).
Transport aktywny zachodzi w kanalikach jelitowych i nerkowych i wymaga pośredniego wykorzystania energii biochemicznej (symport Na+/glukoza). Ułatwiona dyfuzja nie wymaga ATP i obejmuje transportery glukozy, tzw. GLUT.
U człowieka występują liczne izoformy GLUT, na które wskazują rosnące liczby (GLUT-1, GLUT-2, GLUT-3, GLUT-n), które – choć są dość podobne – różnią się niektórymi właściwościami.
Najbardziej znanym i najlepiej przebadanym transporterem glukozy jest GLUT-4, ze względu na jego bezpośrednią wrażliwość na insulinę, który w normalnych warunkach znajduje się w obszarze cytoplazmatycznym, a jego translokacja na błonie komórkowej jest stymulowana przez wiązanie insuliny z błoną chwytnik. Proces ten sprzyja przemieszczaniu się glukozy z płynu śródmiąższowego do komórki.Kiedy stężenie glukozy we krwi normalizuje się, a insulina jest eliminowana, cząsteczki GLUT 4 są powoli usuwane z błony komórkowej i sekwestrowane przez endocytozę w pęcherzykach wewnątrzkomórkowych.
Transporter glukozy GLUT-4 występuje głównie w mięśniach szkieletowych, sercu oraz białej i brązowej tkance tłuszczowej, co nie jest zaskakujące, określane jako tkanki insulinozależne. Na poziomie mięśni translokacji transporterów GLUT-4 z miejsc wewnątrzkomórkowych (pęcherzyków) do błony komórkowej również sprzyja skurcz, wzrost przepływu krwi oraz niski poziom glikogenu, charakteryzujący długotrwały wysiłek fizyczny. To wyjaśnia, dlaczego sport jest bardzo przydatnym lekiem w zapobieganiu insulinooporności i leczeniu cukrzycy.
Szczególnym transporterem glukozy jest GLUT-2, wyrażany głównie w wątrobie; białko to jest w rzeczywistości zdolne do działania w obu kierunkach, sprzyjając przechodzeniu cukru z komórki do płynu śródmiąższowego i odwrotnie. Ta funkcja jest bardzo ważna, ponieważ wątroba jest głównym miejscem glukoneogenezy, czyli syntezy ex-novo glukozy (która musi następnie zostać uwolniona do krwi) zaczynając od aminokwasów, glicerolu i kwasu mlekowego. GLUT-2 może również transportować galaktozę, mannozę i fruktozę, przy czym ta ostatnia pojemność jest dzielona z transporterem GLUT-5.
GLUT-2 ulega również ekspresji w komórkach B trzustki i charakteryzuje się niskim powinowactwem związanym z „wysoką pojemnością (nigdy nie jest nasycony glukozą).
Również w wątrobie znajdujemy białko transportowe GLUT-7, które działa jako wewnątrzkomórkowy transporter glukozy, ważny dla promowania eksportu ilości wytwarzanej podczas glukoneogenezy.
Nie wszystkie tkanki w ludzkim ciele są zależne od insuliny, jeśli chodzi o dostarczanie glukozy. Oprócz wątroby na poziomie mózgu i czerwonych krwinek znajdujemy np. „wysokie stężenie niezależnych od insuliny transporterów glukozy, takich jak GLUT-1 i GLUT-3.
