Большинство имеющихся данных свидетельствует о том, что скорость транспорта глюкозы через плазматическую мембрану мышечных и жировых клеток определяет интенсивность фосфорилирования глюкозы и ее дальнейший метаболизм. D-глюкоза и другие сахара с аналогичной конфигурацией по С1-С3 (галактоза, D-ксилоза и L-арабиноза) проникают в клетки путем облегченной диффузии, опосредованной переносчиком.
Сначала глюкоза связывается с переносчиком глюкозы [ГЛУТ (GLUT)], локализованным в клеточной мембране. Перенос глюкозы через мембрану обеспечивается за счет изменения конформации молекулы переносчика.
Переносчики глюкозы представляют собой семейство структурно близких мембранных белков о различными функциями. ГЛУТ-1 и ГЛУТ-3 имеют высокое сродство к глюкозе (Кm около 1,5 мМ). Они обнаружены почти во всех клетках, где обеспечивают постоянное поступление глюкозы. Изомерные сахара D- манноза и D-галактоза, которые отличаются от D-глюкозы по конфигурации только в одном углеродном атоме, также транспортируются GLUT1. Однако, Км для глюкозы (1.5 мм) намного ниже, чем Км для D-маннозы (20 мМ) или D-галактоза (30 Мм). GLUT1 составляет 2 процента от общего содержания белка в пламатической мембране эритроцитов. После того, как глюкоза транспортируется в эритроцит, она быстро фосфорилируется, формируя глюкозо – 6 – фосфат, которая не уже остается в клетке. Поскольку эта реакция, первый шаг в метаболизме глюкозы, является быстрой, внутриклеточная концентрация глюкозы не увеличивается, поскольку глюкоза используется клеткой. Таким образом поддерживается градиент концентрации глюкозы между клеткой и окружающей средой, обеспечивающий поступление глюкозы в клетку.