生物化学/葡萄糖转运蛋白转运调节在健康和糖尿病中的作用
由于葡萄糖在提供能量和易于使用的碳源方面具有高度的生物学重要性，因此葡萄糖转运机制引起了研究人员的兴趣。半个世纪以来，科学家们一直认识到胰岛素在将血液中的葡萄糖摄入周围组织中的作用；然而，最近科学家们一直在思考是什么导致了胰岛素抵抗。这项研究表明，葡萄糖转运机制涉及胰岛素刺激 GLUT4 葡萄糖转运蛋白，导致其重新定位并被组织吸收。然而，在高热量饮食导致过量葡萄糖的情况下，这种机制可能会受到负面影响。核磁共振波谱证实，在 2 型糖尿病患者中，胰岛素引起葡萄糖转运到细胞内的程度会受到损害。一些科学家认为，这可能是由于超负荷了一种已经进化并有利于维持能量储存的能力的系统；也就是说，身体不确定在“营养过剩”的情况下该怎么做，因为它已经适应了在食物供应不可预测的情况下生存。
人体从所消耗的食物中获取能量，这些食物被分解成最简单的成分。对于复杂碳水化合物，大型聚合物被分解成葡萄糖。血液中存在葡萄糖会导致激素胰岛素的释放，胰岛素由胰腺的 β 细胞分泌。胰岛素进入血液后，会向细胞发出储存葡萄糖为糖原的信号，糖原可以根据需要被利用。当细胞需要访问这种能量储存库时，激素胰高血糖素会被释放，刺激糖原分解，将葡萄糖释放到血液中。正是这种体内平衡维持了相对稳定的血糖水平。
已确定细胞中存在两种主要的葡萄糖转运蛋白：GLUT1 和 GLUT4。其中 GLUT4 是主要的兴趣对象，因为它是由胰岛素刺激的转运蛋白。有了这些信息，科学家们了解了参与该过程的分子，胰岛素对葡萄糖吸收的影响的一般性问题，可以集中到胰岛素对 GLUT4 转运蛋白的影响问题。GLUT4 被证明存在于细胞内的特殊储存囊泡中。在胰岛素的激活下，这些囊泡会移动到细胞表面，在那里 GLUT4 将自身插入质膜。到达那里后，葡萄糖会与 GLUT4 结合，导致转运蛋白的三维形状发生改变，使转运蛋白移动葡萄糖并在细胞中释放。
至于胰岛素刺激葡萄糖摄取的实际机制，血液中存在胰岛素会导致一些信号通路，这些通路用于控制 GLUT4 的追踪。这些信号通路中的第一个是在胰岛素与 AS160 结合时触发，导致其磷酸化。有趣的是，已证明在 2 型糖尿病的情况下，磷酸化过程会受到阻碍。这些信号通路中的第二个涉及胰岛素募集磷脂酶，这确保了含有 GLUT4 的囊泡正确定位到细胞膜中。
在对由胰岛素抵抗引起的 2 型糖尿病的分析中，科学家们一直在试图提出是什么导致了对胰岛素的亲和力下降，从而降低了其活性。尽管关于这个主题还有很多需要了解的地方，但研究人员认为胰岛素抵抗是由于脂质过量（如二酰基甘油和鞘脂）导致的胰岛素信号正常通路出现问题，这些脂质被认为会阻碍正常通路。
Bogan, Jonathan S. "Regulation of Glucose Transporter Translocator in Health and Diabetes". Annual Review of Biochemistry 81, 507-32. (2012): 10.1146. Print.