Mannose en glucose hebben weliswaar dezelfde molecuulformule (C?H??O?), maar zijn beide aldosen en C?-isomeren (d.w.z. de richting van de hydroxylgroep op het tweede koolstofatoom is anders), maar hun metabolische routes en fysiologische functies verschillen aanzienlijk. Hieronder volgt een gedetailleerde vergelijking van hun metabolische verschillen vanuit meerdere perspectieven:

?

1. Intestinale absorptie

Glucose:

Effici?nte absorptie: Het wordt voornamelijk actief getransporteerd door SGLT1 (natriumglucose cotransporter 1) in epitheelcellen van de dunne darm. De absorptiesnelheid is extreem hoog (> 95%), waardoor het snel in de bloedbaan terecht kan komen en de bloedsuikerspiegel kan verhogen.

Afhankelijk van de natriumionengradi?nt.

Mannose:

Ineffici?nte absorptie: voornamelijk via gefaciliteerde diffusie (mogelijk met behulp van GLUT-familietransporters zoals GLUT5 of vergelijkbare kanalen). De absorptiesnelheid is zeer laag (ongeveer 10-20%) en het grootste deel van de niet-geabsorbeerde mannose komt in de dikke darm terecht en wordt daar gefermenteerd door darmbacteri?n of uitgescheiden met de feces.

2. De bloedbaan betreden

Glucose:

Na absorptie komt het direct in de poortadercirculatie terecht, wat een snelle stijging van de bloedsuikerspiegel veroorzaakt.

Mannose:

De absorptiehoeveelheid is laag en de concentratie mannose in het bloed is extreem laag (de normale nuchtere plasmaconcentratie is ongeveer 50 μmol/l, veel lager dan 4-6 mmol/l glucose). Orale toediening van mannose veroorzaakt geen significante schommelingen in de bloedsuikerspiegel.

3. Eerste stappen van weefselopname en metabolisme

Glucose:

Insuline-afhankelijk: De opname van glucose door spieren en vetweefsel is sterk afhankelijk van insuline signalering (via de GLUT4 transporter).

Hexokinase/glucokinase: Na binnenkomst in de cel wordt het door hexokinase (HK) (systemisch weefsel) of glucokinase (GK) (lever) gefosforyleerd tot glucose-6-fosfaat (G6P). Dit is het belangrijkste molecuul in de suikerstofwisseling.

Mannose:

Niet afhankelijk van insuline: De opname in weefsels is niet afhankelijk van insuline.

Mannokinase (MK): Wordt voornamelijk door mannokinase in de lever (en een kleine hoeveelheid in andere weefsels zoals de nieren) gefosforyleerd tot mannose-6-fosfaat (Man-6-P). Dit is een belangrijke snelheidsbeperkende stap in het mannosemetabolisme.

Fosfomannose-isomerase (PMI): Man-6-P wordt door fosfomannose-isomerase omgezet in fructose-6-fosfaat (F6P). F6P is een tussenproduct van de glycolyse.

4. Belangrijkste metabolische routes

Glucose:

Energievoorziening via glycolyse: G6P kan het glycolysepad betreden om energie (ATP) te produceren.

Glycogeensynthese: De synthese en opslag van glycogeen in de lever en spieren.

De pentosefosfaatroute: genereert NADPH en ribose-5-fosfaat (gebruikt voor het verminderen van de biosynthese en nucleotidesynthese).

Vetsynthese: Wanneer er teveel vet aanwezig is, wordt dit omgezet in vet.

Mannose:

Omzetting in glycolytische intermediairen: Na omzetting van PMI in F6P kan het de glycolytische route betreden (het laatste deel kan worden omgezet in glucose of volledig worden geoxideerd voor energievoorziening).

Glycosyleringsprecursor: De belangrijkste functie is om te dienen als startsuikergroep voor de synthese van N-gebonden suikerketens! Man-6-P kan in vivo verder worden omgezet in GDP-mannose en dient als directe donor van mannoseresiduen in glycoprote?nen en glycolipiden.

Glycosylering: Mannose is een belangrijk onderdeel van de oligosacharidekernketen bij de modificatie van prote?ne N-glycosylering (zoals Man ? GlcNAc ?). Dit proces vindt plaats in het endoplasmatisch reticulum en het Golgi-apparaat en is cruciaal voor de vouwing, stabiliteit, lokalisatie en functie van eiwitten (zoals antilichamen, hormoonreceptoren en celadhesiemoleculen).

Omzetting in glucose/glycogeen: De effici?ntie is laag en sommige omkeerbare F6P-glycolysepaden genereren G6P, dat vervolgens wordt omgezet in glucose of glycogeen, maar de bijdrage is klein.

5. Effecten op bloedglucose en insuline

Glucose:

Aanzienlijk verhoogde bloedsuikerspiegel: is de belangrijkste bron van bloedsuiker.

Intensieve stimulatie van insulinesecretie: bètacellen in de pancreas voelen direct een stijging van de bloedsuikerspiegel en scheiden insuline af.

Mannose:

Heeft vrijwel geen invloed op de bloedsuikerspiegel: er wordt minder van opgenomen, het wordt gemetaboliseerd zonder glucose aan te maken en het is niet afhankelijk van insuline.

Geen stimulatie van insulinesecretie: ontbreken van effectieve bloedglucosestimulatiesignalen.

6. Kernverschillen in fysiologische functies

Glucose:

Kernfunctie: De belangrijkste bron van snelle energie (vooral de hersenen, spieren en rode bloedcellen), die de homeostase van de bloedsuikerspiegel handhaaft.

Mannose:

Kernfunctie: Een belangrijke voorloperstof voor de biosynthese van glycosylering, ter ondersteuning van de structuur en functie van glycoprote?nen en glycolipiden (celherkenning, signaaltransductie, immuniteit, eiwitvouwing, enz.).

Secundaire functie: voorkomt urineweginfecties (door de hechting van bacteri?n te blokkeren).

7. Verschillen in klinische toepassing

Glucose:

Energiesupplementatie (infuus), hypoglycemische behandeling, glucosetolerantietest.

Mannose:

Preventie van terugkerende urineweginfecties (vooral gericht tegen Escherichia coli) en behandeling van specifieke zeldzame genetische glycosyleringsstoornissen (zoals CDG Ib MPI-defici?ntie).