Die intestinale Glukoseabsorption ist ein zweistufiger, vektorialer Transportprozess über den Enterozyten, der aktive Aufnahme an der apikalen Membran mit geförderter Efflux an der basolateralen Membran koppelt.
1. Apikale Aufnahme: Natrium-Glukose-Cotransporter 1 (SGLT1)
- Lokalisation: Apikale (Bürstensaum-)Membran reifer Enterozyten (Villenspitzen).
- Mechanismus: Sekundärer Aktivtransport. 2 Na⁺ + 1 Glukose werden in die Zelle cotransportiert.
- Treibkraft: Na⁺-Elektrochemischer Gradient, aufrechterhalten durch basolaterales Na⁺/K⁺-ATPase (3 Na⁺ raus / 2 K⁺ rein pro ATP).
- Kinetik: Hohe Affinität (Km ~0,5 mM), hohe Kapazität. Sättigbar.
- Regulation: Hochreguliert durch diätetische Glukose (über SGLT1-Gentranskription), Glukokortikoide, Schilddrüsenhormon. Herunterreguliert beim Fasten.
- Phlorizin: Kompetitiver Inhibitor (natürliches Glucosid); blockiert SGLT1 → Glukosurie (Basis für SGLT2-Inhibitoren bei Diabetes).
2. Basolateraler Efflux: Glukosetransporter 2 (GLUT2)
- Lokalisation: Basolaterale Membran (zum Blut hin). Auch apikale Translokation bei hohem luminalen Glukose (fazilitierter "Shunt").
- Mechanismus: Fazilitierte Diffusion (Uniport). Glukose bewegt sich entlang ihres Konzentrationsgradienten vom Zytosol (hoch) ins Interstitium/Blut (niedrig).
- Kinetik: Niedrige Affinität (Km ~15–20 mM), hohe Kapazität. Bei physiologischen Konzentrationen nicht sättigbar.
- Transportiert auch: Galaktose, Fruktose (gering).
3. Koordinierter Fluss
- Luminale Glukose + Na⁺ → SGLT1 → Enterozytenzytosol.
- Zytosolische Glukose ↑ → diffundiert zur basolateralen Seite.
- GLUT2 → Glukose verlässt in Kapillarenblut.
- Na⁺/K⁺-ATPase stellt Na⁺-Gradient wieder her.
4. Klinische und physiologische Relevanz
- Glukose-Galaktose-Malabsorption (GGM): SGLT1-Mutation → schwerer neonataler Durchfall; erfordert glukosefreie Diät.
- Fanconi-Bickel-Syndrom: GLUT2-Mutation → Hepatomegalie, Nephropathie, Glukose-/Galaktoseintoleranz.
- Diabetes-Therapie: SGLT2-Inhibitoren (niere) reduzieren Glukoserückresorption; SGLT1-Inhibitoren (in Entwicklung) zielen auf intestinale Absorption.
- Orale Rehydratationstherapie (ORT): SGLT1-gekoppelter Na⁺/Glukose-Cotransport treibt Wasserabsorption – lebensrettend bei Cholera/Durchfall.
Dieses elegante Zweitransportersystem sorgt für effiziente Glukoseernte aus der Nahrung und erhält gleichzeitig die zelluläre Energiehomöostase aufrecht.
