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葡萄糖吸收入血后，在体内代谢首先需进入细胞。这是依赖一类葡糖转运蛋白实现的。人体中现已发现12种GLUT，分别在不同的组织细胞中起作用，其中GLUT1～GLUT5功能较为明确。GLUT1和GLUT3广泛分布于全身各组织中，与葡萄糖的亲和力较高，是细胞摄取葡萄糖的基本转运载体。GLUT2主要存在于肝和胰β细胞中，与葡萄糖的亲和力较低，使肝从餐后血中摄取过量的葡萄糖，并调节胰岛素分泌。GLUT4主要存在于肌和脂肪组织中，以胰岛素依赖方式摄取葡萄糖，耐力训练可以使肌组织细胞膜上的GLUT4数量增加。GLUT5主要分布于小肠，是果糖进入细胞的重要转运载体。这些GLUT成员的组织分布不同，生物功能不同，从而使各组织对葡萄糖的利用效率有所差异。

如果细胞摄取葡萄糖的环节发生障碍，可能诱发高血糖。进食高碳水化合物饮食后，血糖迅速升高，引起胰岛素分泌，胰岛素可以使原先位于脂肪细胞和肌细胞内囊泡中的GLUT4重新分布于细胞膜，从而促进这些细胞摄取并利用血糖。1型糖尿病病人由于胰岛素分泌不足，无法使脂肪和肌组织中的GLUT4转位至细胞膜，阻碍了血中葡萄糖转运进入这些细胞。

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