メトホルミン作用の細胞メカニズムには、細胞内プールからL6筋肉細胞の原形質膜へのグルコース輸送体転座が含まれます

グルコースおよびアミノ酸輸送体の活性に対する経口低血糖薬物メトホルミンの効果、およびGLUT1およびGLUT4グルコーストランスポーターの細胞内局在化を培養L6筋管でテストしました。メトホルミンの最大用量（2 mm、16時間）に前露出した筋肉細胞では、2-デオキシグルコースの取り込みを5.9 +/- 0.3から13.3 +/- 0.5 pmol/min.mgタンパク質に2倍以上刺激しました。非代謝可能なアミノ酸アナログメチルアミノイソ溶性の取り込みは、同一の条件下で薬物による治療の影響を受けませんでした。Biguanideに対する完全な反応を維持するには、細胞外カルシウムが必要でした。メトホルミンの存在下でのインスリンへの筋肉細胞の曝露は、2-デオキシグルコース輸送のさらなる活性化をもたらしました。後者の効果はメトホルミンの最大効果に加えており、ビッグアニドがインスリン非依存性のメカニズムによってヘキソースの取り込みを筋肉細胞に刺激することを示唆しています。血漿膜（PM）およびL6筋管から調製した細胞膜（PM）および内膜（IM）におけるシトカラシン-BのD-グルコース抑制性結合の研究を実施することにより定量化されたグルコース輸送体数は、800ミクロムメトホルミンで16時間の処理が有意に上昇したグルコーストランスポーター数を有意に上昇させることを明らかにしました。PM（47％）では、IMのグルコース輸送体数（47％）の同等の減少があります。グルコーストランスポーターのGLUT1およびGLUT4アイソフォームとの反応性反応性を使用したウエスタンブロット分析により、メトホルミンはIM画分のGLUT1含有量の減少とPMの付随的な増加を引き起こすことが示されました。インスリンとは異なり、メトホルミン治療はGLUT4の細胞内分布に影響を与えませんでした。骨格筋におけるメトホルミン作用の分子基盤には、細胞内コンパートメントから細胞膜へのGLUT1タンパク質の細胞内再分布が含まれることを提案します。このような募集プロセスは、薬物が骨格筋のグルコース取り込み（および利用）を刺激し、II型糖尿病の管理における血糖の低下を促進するメカニズムの不可欠な部分を形成する可能性があります。

The effects of the oral hypoglycemic drug metformin on glucose and amino acid transporter activity and subcellular localization of GLUT1 and GLUT4 glucose transporters were tested in cultured L6 myotubes. In muscle cells preexposed to maximal doses of metformin (2 mM, for 16 h), 2-deoxyglucose uptake was stimulated by over 2-fold from 5.9 +/- 0.3 to 13.3 +/- 0.5 pmol/min.mg protein. Uptake of the nonmetabolizable amino acid analog methylaminoisobutyrate was unaffected by treatment with the drug under identical conditions. Extracellular calcium was required to preserve the full response to the biguanide. Exposure of muscle cells to insulin in the presence of metformin resulted in further activation of 2-deoxyglucose transport. The latter effect was additive to the maximum effect of metformin, suggesting that the biguanide stimulates hexose uptake into muscle cells by an insulin-independent mechanism. Glucose transporter number quantified by performing studies of D-glucose-protectable binding of cytochalasin-B in plasma membranes (PM) and internal membranes (IM) prepared from L6 myotubes revealed that a 16-h treatment with 800 microM metformin significantly elevated glucose transporter number in the PM (by 47%), with an equivalent decrement in glucose transporter number (47%) in the IM. Western blot analysis using antisera reactive with the GLUT1 and GLUT4 isoforms of glucose transporters showed that metformin caused a reduction in GLUT1 content in the IM fraction and a concomitant increase in the PM. Unlike insulin, metformin treatment had no effect on the subcellular distribution of GLUT4. We propose that the molecular basis of metformin action in skeletal muscle involves the subcellular redistribution of GLUT1 proteins from an intracellular compartment to the plasma membrane. Such a recruitment process may form an integral part of the mechanism by which the drug stimulates glucose uptake (and utilization) in skeletal muscle and facilitates lowering of blood glucose in the management of type II diabetes.