Fibre type dependent expression of glucose transporters in human skeletal muscles

Doktordisputatsen består af otte artikler, som er publiceret i internationale tidsskrifter, samt en sammenfattende redegørelse og er baseret på eksperimentelt arbejde udført i perioden 1998-2002 på Patologisk Institut og Endokrinologisk Afdeling M, Odense Universitetshospital.

Glukose bruges af alle celler som byggesten og energikilde. Transporten ind i cellerne lettes af en gruppe proteiner, som betegnes glukosetransportører (GLUT). Tilstedeværelsen af forskellige muskelfibertyper i human muskulatur har vanskeliggjort afklaringen af, hvorvidt ekspressionen af glukosetransportører er fibertypespecifik med traditionelle vævshomogenater. Afhandlingen beskriver, hvordan man kan løse dette problem ved at udnytte, at man ved immunohistokemi kan farve for de enkelte GLUTer på muskelvævssnit samtidig med, at man mærker de enkelte fibertyper. I første del af arbejdet beskrives, hvilke isoformer af GLUTer der er udtrykt i muskulatur under udvikling. Det viste sig, at umoden muskulatur udtrykker GLUT1, GLUT3, GLUT4 og GLUT11. På fødselstidspunktet udtrykkes GLUT4 med en beliggenhed lige under cellemembranen, som det kendes fra adult muskulatur og GLUT11 i langsomme fibre. I voksen muskulatur fandtes GLUT4 udtrykt i alle fibrene og GLUT11 i langsomme muskelfibre. GLUT1, GLUT3, GLUT5, GLUT8 og GLUT12 har tidligere været associeret med adult muskelvæv, men deres udtryk i muskelfibre var under detektionsgrænsen for anvendte metoder. Det blev undersøgt, om ekspressionen af ovennævnte transportører kunne være induceret i muskulatur fra patienter med NIDDM, overvægt, langvarig udholdenhedstræning (atleter), muskel (polymyositis) og nerveskade (amyotrop lateral sklerose). Det viste sig, at kun direkte muskelskade kunne inducere GLUT1 og GLUT3 i ramte fibre, samtidig med at GLUT11-ekspressionen forsvandt. Måden, hvorpå GLUT4 er placeret i muskelfibrene, gjorde det muligt at bestemme mængden af GLUT4 i de forskellige fibertyper ved hjælp af stereologi. Det viste sig, at langsomme muskelfibre indeholder mere GLUT4 pr. fibervolumen end hurtige muskelfibre. GLUT4-udtrykket i de to fibertyper syntes at kunne variere individuelt. GLUT4-udtrykket i hurtige muskelfibre faldt med alderen, hvorimod mængden ved sukkersyge og overvægt sås at falde i de langsomme fibre. Med baggrund i immunohistokemiske og stereologiske metoder har det været muligt at beskrive GLUT-udtrykket i muskulaturen og vise, at kun få GLUT-isoformer udtrykkes og at disses ekspression varierer med fibertype, alder, direkte muskelfiberskade og metabolsk stress.