GLUT4

Das Protein GLUT4 wird vom Gen SLC2A4 (auch bezeichnet als GLUT4) auf Chromosom 17 an Genlokus 17p13.1 kodiert.

Insulin, das im Pankreas nach der Nahrungsaufnahme durch die beta-Zellen der Langerhansschen Inseln ausgeschüttet wird, regt in Skelettmuskeln, Herzmuskelzellen und Fettzellen die Translokation von GLUT4 aus intrazellulären Vesikeln zur Plasmamembran der Zellen an.

Die Translokation von GLUT4 ist der geschwindigkeitsbestimmende Schritt der Insulin-regulierten Glukoseaufnahme. Eine Störung der Insulinwirkung auf die GLUT4-vermittelte Glukoseaufnahme - speziell im Muskel - führt zur sogenannten Insulinresistenz, die ein wesentliches Charakteristikum des Diabetes mellitus Typ 2 ("Altersdiabetes") darstellt.

In Fettzellen wird die aufgenommene Glukose in Form von Triacylglycerinen, in Skelettmuskelzellen als Glykogen gespeichert.

Regulation bei körperlicher Aktivität

GLUT4 wird nicht nur unter Insulinstimulation, sondern auch bei verstärkter körperlicher Aktivität in die Zellmembran eingebaut. Für die Translokation ist wahrscheinlich neben einer erhöhten Kalziumkonzentration in der Muskelzelle auch die Aktivierung der AMP-abhängigen Kinase (AMPK) verantwortlich. Ein Marathonläufer, bei dem die Insulinspiegel aufgrund der abfallenden Blutglukosespiegel relativ niedrig sind, würde ohne diese aktivitätsabhängige Translokation nur noch sehr wenig Glukose in die Muskeln aufnehmen und verwerten können.