Mannose dan glukosa, walaupun mempunyai formula molekul yang sama (C ? H ?? O ?), kedua-duanya adalah aldosa dan isomer C-2 (iaitu arah kumpulan hidroksil pada atom karbon kedua adalah berbeza), tetapi laluan metabolik dan fungsi fisiologinya berbeza dengan ketara. Berikut memberikan perbandingan terperinci tentang perbezaan metabolik mereka dari pelbagai perspektif:

?

1. Penyerapan usus

Glukosa:

Penyerapan yang cekap: Ia terutamanya diangkut secara aktif oleh SGLT1 (penghantar bersama glukosa natrium 1) dalam sel epitelium usus kecil. Kadar penyerapan adalah sangat tinggi (>95%), yang boleh memasuki aliran darah dengan cepat dan meningkatkan gula darah.

Bergantung kepada kecerunan ion natrium. ?

Mannose:

Penyerapan yang tidak cekap: terutamanya melalui penyebaran termudah (mungkin melibatkan pengangkut keluarga GLUT seperti GLUT5 atau saluran yang serupa). Kadar penyerapan adalah sangat rendah (kira-kira 10-20%), dan kebanyakan mannose yang tidak diserap memasuki kolon dan ditapai oleh bakteria usus atau dikumuhkan dengan najis.

2. Masuk aliran darah

Glukosa:

Selepas penyerapan, ia terus memasuki peredaran vena portal, menyebabkan peningkatan pesat dalam paras gula darah.

Mannose:

Jumlah penyerapan adalah rendah, dan kepekatan mannose dalam darah adalah sangat rendah (kepekatan plasma puasa normal adalah kira-kira 50 μ mol/L, jauh lebih rendah daripada 4-6 mmol/L glukosa). Pemberian oral mannose tidak menyebabkan turun naik yang ketara dalam paras gula darah.

3. Langkah awal pengambilan tisu dan metabolisme

Glukosa:

Bergantung kepada insulin: Pengambilan glukosa oleh otot dan tisu adiposa sangat bergantung kepada isyarat insulin (melalui pengangkut GLUT4).

Hexokinase/Glucokinase: Selepas memasuki sel, ia difosforilasi oleh hexokinase (HK) (tisu sistemik) atau glukokinase (GK) (hati) kepada glukosa-6-fosfat (G6P). Ini adalah molekul hab teras metabolisme gula.

Mannose:

Tidak bergantung kepada insulin: Pengambilan tisu tidak bergantung kepada insulin.

Mannokinase (MK): Ia terutamanya difosforilasi oleh mannokinase dalam hati (dengan jumlah kecil dalam tisu lain seperti buah pinggang) kepada mannose-6-phosphate (Man-6-P). Ini adalah langkah mengehadkan kadar utama dalam metabolisme mannose.

Phosphomannose isomerase (PMI): Man-6-P ditukar kepada fruktosa-6-fosfat (F6P) oleh phosphomannose isomerase. F6P ialah produk perantaraan laluan glikolisis.

4. Laluan metabolik utama

Glukosa:

Bekalan tenaga glikolisis: G6P boleh memasuki laluan glikolisis untuk menghasilkan tenaga (ATP).

Sintesis glikogen: Sintesis dan penyimpanan glikogen dalam hati dan otot.

Laluan pentosa fosfat: menjana NADPH dan ribosa-5-fosfat (digunakan untuk mengurangkan biosintesis dan sintesis nukleotida).

Sintesis lemak: Apabila lebihan hadir, ia ditukar menjadi lemak.

Mannose:

Penukaran kepada perantaraan glikolitik: Selepas penukaran PMI kepada F6P, ia boleh memasuki laluan glikolitik (bahagian akhir boleh ditukar kepada glukosa atau teroksida sepenuhnya untuk bekalan tenaga).

Prekursor glikosilasi: Fungsi utamanya adalah untuk berfungsi sebagai kumpulan gula permulaan untuk mensintesis rantai gula berkait-N! Man-6-P boleh terus ditukar kepada GDP mannose in vivo, berfungsi sebagai penderma langsung sisa mannose dalam glikoprotein dan glikolipid.

Glikosilasi: Mannose ialah komponen utama rantai oligosakarida teras dalam pengubahsuaian glikosilasi berkaitan N protein (seperti Man ? GlcNAc ?). Proses ini berlaku dalam retikulum endoplasma dan radas Golgi, dan penting untuk lipatan protein, kestabilan, penyetempatan dan fungsi (seperti antibodi, reseptor hormon dan molekul lekatan sel).

Penukaran kepada glukosa/glikogen: Kecekapan adalah rendah, dan beberapa laluan glikolisis boleh balik F6P menjana G6P, yang kemudiannya ditukar kepada glukosa atau glikogen, tetapi sumbangannya adalah kecil.

5. Kesan ke atas glukosa darah dan insulin

Glukosa:

Gula darah tinggi yang ketara: merupakan sumber utama gula darah.

Rangsangan sengit terhadap rembesan insulin: Sel beta pankreas secara langsung merasakan peningkatan dalam gula darah dan merembeskan insulin.

Mannose:

Hampir tidak menjejaskan gula darah: kurang menyerap, bermetabolisme tanpa menghasilkan glukosa, dan tidak bergantung pada insulin.

Tidak merangsang rembesan insulin: kekurangan isyarat rangsangan glukosa darah yang berkesan.

6. Perbezaan teras dalam fungsi fisiologi

Glukosa:

Fungsi teras: Sumber utama tenaga pantas (terutamanya otak, otot, dan sel darah merah), mengekalkan homeostasis gula darah.

Mannose:

Fungsi teras: Bahan prekursor utama untuk biosintesis glikosilasi, menyokong struktur dan fungsi glikoprotein dan glikolipid (pengiktirafan sel, transduksi isyarat, imuniti, lipatan protein, dll.).

Fungsi sekunder: Mencegah jangkitan saluran kencing (dengan menyekat lekatan bakteria).

7. Perbezaan aplikasi klinikal

Glukosa:

Suplemen tenaga (infusi), rawatan hipoglisemik, ujian toleransi glukosa.

Mannose:

Pencegahan jangkitan saluran kencing berulang (terutamanya menyasarkan Escherichia coli) dan rawatan gangguan glikosilasi genetik yang jarang berlaku (seperti kekurangan CDG Ib MPI).