Glukóza, transportéry glukózy a inzulín SpringerLink
Dôležitosť a nastavenie kurzu v ranom embryonálnom vývoji a pre rast a vývoj
Zhrnutie
Od štádia blastocysty je glukóza hlavným energetickým substrátom pre embryá u cicavcov a ľudí. Je to potrebné na výrobu energie a na glykozyláciu embryonálnych proteínov, lipidov a nukleových kyselín. Syntéza ATP sa uskutočňuje glykolýzou, ako aj citrátovým cyklom s oxidačnou fosforyláciou v dýchacom reťazci. U väčšiny druhov sa zdá, že sa v cykle pentóza-fosfát využíva veľmi málo glukózy. Menej efektívny anaeróbny rozklad glukózy na laktát z hľadiska výroby energie je považovaný za dôležitý pre udržanie cytoplazmatického redoxného potenciálu a súčasne predstavuje úpravu relatívne nízkej koncentrácie kyslíka v sekrécii maternice počas vývoja blastocysty. Zdá sa, že koncentrácia glukózy v sekrécii maternice je asi aby sa zhodovali v krvi. In vivo (na zvieracích modeloch s diabetes mellitus) a in vitro vedú vysoké hladiny glukózy k spomaleniu vývoja, zvýšeniu rýchlosti apoptózy a zvýšeniu embryonálnej úmrtnosti. Úplné stiahnutie glukózy bez náhrady iných zdrojov energie neumožňuje vývoj mimo štádium blastocysty.
Glukóza sa absorbuje do bunky nezávisle na energii prostredníctvom glukózových transportných proteínov (GLUT) nachádzajúcich sa v bunkovej membráne. Ak sa analyzujú izoformy GLUT vyskytujúce sa v preimplantačných embryách, je zrejmé, že sa tvoria takmer všetky v súčasnosti známe izoformy a že expresný profil sa líši v závislosti od bunky, štádia a druhu. Interakcia izoforiem GLUT3 a GLUT1 pravdepodobne hrá osobitnú úlohu pri absorpcii blastocytovej glukózy. Obe izoformy tvoria blastocysty doteraz skúmaných druhov (myš, potkan, králik, dobytok). Vyvstáva otázka, prečo sa okrem týchto izoforiem, ktoré môžu zabezpečiť absorpciu glukózy, v blastocystách vyskytujú najmenej 4 ďalšie izoformy, vrátane 2 transportérov glukózy, ktoré sú regulované v závislosti od inzulínu (GLUT4, GLUT8). Náš súčasný stav vedomostí o tejto otázke možno zhrnúť nasledovne. Na zaistenie absorpcie glukózy v blastocystach môžu byť okrem GLUT3/1 zapojené aj ďalšie izoformy. Je však pravdepodobné, že transportéry glukózy majú okrem absorpcie glukózy aj ďalšie vývojové funkcie, ktoré v súčasnosti nie sú známe.
Rastové faktory podobné inzulínu (inzulín, IGF-1, IGF-2) a ich receptory sú dôležitými prvkami komunikácie medzi embryom a matkou na začiatku tehotenstva. V prípade inzulínu boli pre niektoré druhy hlásené bunkovo špecifické účinky s účinkom primárne zameraným na embryoblastové bunky. Pretože sa koncentrácia glukózy a rastové faktory podobné inzulínu a expresia transportéra glukózy navzájom ovplyvňujú, môžu nefyziologické koncentrácie viesť k narušeniu vývoja blastocysty a k negatívnemu nastaveniu kurzu pre ďalší vývoj pred a po implantácii. V tomto ohľade by mohli hrať úlohu ovplyvňujúceho faktora v takzvanej Barkerovej hypotéze.
Abstrakt
Toto je ukážka obsahu predplatného. Prihláste sa a skontrolujte prístup.