健康と病気の小腸のグルコース輸送体

単糖の吸収は、主にNa+-D-グルコース共輸送体SGLT1とfacitativeトランスポーターGLUT2およびGLUT5によって媒介されます。SGLT1とGLUT2は、D-グルコースとD-ガラクトースの吸収に関連していますが、GLUT5はD-フルクトース吸収に関連しています。SGLT1とGLUT5は、腸細胞のブラシ境界膜（BBM）に常に局在していますが、GLUT2は、それぞれ低および高管腔D-グルコース濃度の基底外側膜（BLM）またはBBM Plus BLMに局在しています。高管腔D-グルコースでは、BBMの存在量SGLT1が増加します。したがって、低ルミナルグルコースでのD-グルコース吸収は、BBMのSGLT1およびBLMのGLUT2を介して媒介されますが、高容量のD-グルコース吸収は、高腔グルコースでのBBMおよびBLMのGLUT2によってSGLT1プラスGLUT2によって媒介されます。このレビューでは、日中の変動や炭水化物依存規制を含む小腸におけるSGLT1、GLUT2、およびGLUT5の機能と規制について説明しています。また、エンテロホルモンの分泌に対するSGLT1とGLUT2の役割について説明します。さらに、グルコース - ガラクトース吸収不良、ファンコニ症候群、フルクトース不耐性などの小腸単糖輸送体の誤動作によって引き起こされる疾患が説明されています。さらに、糖尿病、小腸の炎症、親栄養、肥満手術、およびメトホルミン治療が小腸における単糖輸送体の発現にどのように影響するかが報告されています。最後に、小腸のSGLT1を阻害またはダウンレギュレートする開発中のD-グルコース吸収と薬物を減少させる食物成分をまとめます。グルコーストランスポーターの規制と組み合わせ機能、およびdフルクトース輸送と代謝の間の相互作用のモデルについて説明します。

Absorption of monosaccharides is mainly mediated by Na+-D-glucose cotransporter SGLT1 and the facititative transporters GLUT2 and GLUT5. SGLT1 and GLUT2 are relevant for absorption of D-glucose and D-galactose while GLUT5 is relevant for D-fructose absorption. SGLT1 and GLUT5 are constantly localized in the brush border membrane (BBM) of enterocytes, whereas GLUT2 is localized in the basolateral membrane (BLM) or the BBM plus BLM at low and high luminal D-glucose concentrations, respectively. At high luminal D-glucose, the abundance SGLT1 in the BBM is increased. Hence, D-glucose absorption at low luminal glucose is mediated via SGLT1 in the BBM and GLUT2 in the BLM whereas high-capacity D-glucose absorption at high luminal glucose is mediated by SGLT1 plus GLUT2 in the BBM and GLUT2 in the BLM. The review describes functions and regulations of SGLT1, GLUT2, and GLUT5 in the small intestine including diurnal variations and carbohydrate-dependent regulations. Also, the roles of SGLT1 and GLUT2 for secretion of enterohormones are discussed. Furthermore, diseases are described that are caused by malfunctions of small intestinal monosaccharide transporters, such as glucose-galactose malabsorption, Fanconi syndrome, and fructose intolerance. Moreover, it is reported how diabetes, small intestinal inflammation, parental nutrition, bariatric surgery, and metformin treatment affect expression of monosaccharide transporters in the small intestine. Finally, food components that decrease D-glucose absorption and drugs in development that inhibit or downregulate SGLT1 in the small intestine are compiled. Models for regulations and combined functions of glucose transporters, and for interplay between D-fructose transport and metabolism, are discussed.