- Transport de glucosa a nivell cel·lular
- Estructura de SGLT2
- Característiques de SGLT2
- Funcions de SGLT2
- Funcionament renal i SGLT2
- referències
Els SGLT2, són proteïnes que pertanyen a la família de transportadors de sodi / glucosa SGLT. Per tant, duen a terme el transport actiu de la molècula de glucosa en contra d'un gradient de concentració. El transport és possible a causa que l'energia és obtinguda de l'cotransporte de sodi (simporte).
En SGLT2, a l'igual que en totes les isoformes pertanyents a la família SGLT, es indueix un canvi conformacional en la proteïna. Això és indispensable per traslocar el sucre a l'altre costat de la membrana. Això és possible gràcies al corrent generada pel sodi, a més que el mateix proporciona l'energia necessària per al transport.
El tranportador de glucosa porta a terme el transport simporte de glucosa i sodi en contra del seu gradient de concentració. By NuFS, San Jose State University, modified of Wikimedia Commons.
Aquest transportador, a diferència de SGLT1 (proteïnes de transport sodi-glucosa), només té la capacitat de transportar glucosa. No obstant això, la cinètica de transport és bastant similar en tots dos.
SGLT2, es troba expressat principalment en les cèl·lules de l'túbul contornejat proximal de la nefrona de ronyó i la seva funció és reabsorbir la glucosa que es troba en el filtrat glomerular que produeix orina.
Transport de glucosa a nivell cel·lular
La glucosa és el principal sucre per mitjà de qual la majoria de les cèl·lules obtenen energia per dur a terme els diversos processos metabòlics.
A causa de que és un monosacàrid de mida considerable i altament polar, no pot per si sol travessar la membrana cel·lular. És per això que per moure a l'citosol requereix de components de la membrana anomenats proteïnes transportadores.
Els transportadors de glucosa que han estat estudiats i caracteritzats fins a la data realitzen el transport d'aquest metabòlit per diversos mecanismes de transport.
Aquestes proteïnes transportadores pertanyen a dues famílies: Gluts (transportadors de glucosa) i SGLTs (família de co-transportadors de sodi / glucosa). Els Gluts estan involucrats en transportar glucosa per difusió facilitada, mentre que els SGLTs duen a terme el transport de l'monosacàrid per transport actiu.
Estructura de SGLT2
D'acord a les anàlisis de l'estructura primària de les proteïnes per mitjà de llibreries d'ADN complementari (ADNc), els transportadors d'ambdues famílies presenten una estructura similar.
És a dir, 12 dominis transmembrana en el cas dels Gluts i 14 dominis transmembrana en els SGLTs. De la mateixa manera, tots tenen un punt de glicosilació en una de les nanses orientades cap al costat extracel·lular.
El SGLT2 és una proteïna integral codificada pel gen SLC5A2 i posseeix 672 aminoàcids amb una estructura de 14 α-hèlixs. És a dir, l'estructura secundària és bastant similar a el dels altres integrants de la família SGLT.
De les 14 α-hèlixs que componen l'estructura tridimensional de l'transportador, cinc d'elles es troben disposades espacialment al centre de la mateixa, amb una de les cares laterals de cada hèlix enriquides en dominis hidrofòbics disposats cap al costat extern en contacte amb el core hidrofòbic de la membrana.
En contrast, la cara interna rica en residus hidrofílics es disposa cap a l'interior, formant un porus hidrofílic a través del qual transiten els substrats.
Característiques de SGLT2
El SGLT2, és un transportador de baixa afinitat i d'alta capacitat l'expressió està limitada a l'túbul contornejat proximal de ronyó, sent el responsable de la reabsorció de la glucosa en un 90%.
El transport de glucosa per part de SGLT2 es porta a terme per un mecanisme de simporte, és a dir, el sodi i la glucosa es transporten en una mateixa direcció a través de la membrana en contra d'un gradient de concentració. L'energia emmagatzemada pel gradient electroquímic s'empra per poder dur a terme el moviment de la glucosa en contra del seu gradient.
La inhibició de SGLT2 es troba associada a una disminució en els nivells de glucosa, ia la pèrdua de pes i de calories producte de l'eliminació de glucosa en l'orina.
Funcions de SGLT2
La funció d'aquest transportador és la reabsorció de glucosa, també participa en la reabsorció de sodi i d'aigua a nivell de l'ronyó.
No obstant això, el descobriment de les aquaporines 2 i 6 en el túbul proximal i en els túbuls col·lectors indiquen que s'ha de fer una investigació exhaustiva sobre els mecanismes involucrats en els processos de transport d'aigua i soluts en l'epiteli tubular d'el ronyó.
A més de participar en l'absorció de glucosa, GSLT2 participa en l'activa absorció d'aigua pel ronyó. By Henry Vandyke Carter, (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0), from Wikimedia Commons.
Funcionament renal i SGLT2
El ronyó filtra aproximadament entre 180 litres de líquid i de 160 A180 grams de glucosa. Aquesta glucosa filtrada és reabsorbida a nivell de l'túbul proximal, el que vol dir que aquest sucre està absent en l'orina.
No obstant això, aquest procés està restringit pel llindar renal de la glucosa. S'ha plantejat que aquest límit de transport és el que permet conservar un complement de glucosa necessari quan les concentracions disponibles de l'carbohidrat són baixes.
Aquest mecanisme és afectat en pacients diabètics perquè en ells es presenten alteracions funcionals a nivell de la nefrona. En aquesta patologia, l'augment en les concentracions de glucosa provoca una saturació dels transportadors, originant glucosúria sobretot a l'inici de la malaltia.
Arran d'això, el ronyó pateix unes modificacions o adaptacions que comporten a un mal funcionament, entre les quals destaca un augment en la capacitat per a transportar la glucosa.
L'augment en la capacitat per al transport de la glucosa produeix un increment en la reabsorció a nivell de l'túbul renal i això últim és el que es relaciona amb la sobreexpressió en el nombre i l'activitat dels transportadors SGLT2.
De forma paral·lela l'augment en la reabsorció de glucosa es porta a terme amb l'increment en la reabsorció de NaCl. L'augment en la reabsorció de glucosa, producte que la nefrona està funcionant de manera forçada, produeix en la mateixa un augment de mida i un estat inflamatori que comporten al fet que es desenvolupi una nefropatia diabètica.
referències
- Bakris GL, Fonseca V, Sharma K, Wright E. Renal sodium-glucose transport: role in diabetis mellitus and potential clinical Implications. Kidney Int. 2009; 75: 1272-1277.
- DeFronzo RA, Hompesch M, Kasichayanula S, Liu X, Hong I, Pfister M, et al. Characterization of renal glucose reabsorption in response to dapagliflozin in healthy subjects and subjects with type 2 diabetis. Diabetis Care. 2013; 36 (10): 3169-3176.
- Hediger MA, Rhoads DB. SGLT2 Mediates Glucose Reabsorption in the Kidney. Physiol Rev. 1994; 74: 993-1026.
- Rahmoune H, Thompson PW, Ward JM, Smith CD, Hong G, Brown J. Glucose Transporters in human renal proximal tubular cells isolated from the Urine of patients with non-insulin-dependent diabetis. Diabetis. 2005; 54 (12): 3427-3434.
- Rieg T, Masuda T, Gerasimova M, Mayoux I, Platt K, Powell DR, et al. Augmenta la mida in SGLT1-mediated transport explains renal glucose reabsorption during genetic and pharmacological SGLT2 inhibition in euglycemia. Am J Physiol Renal Physiol. 2014; 306 (2): F188-193.
- Vallon V, Gerasimova M, Rose MA, Masuda T, Satriano J, Mayoux E, et al. SGLT2 inhibitor empagliflozin redueixes renal growth and albuminúria in proportion to hyperglycemia and prevents glomerular hyperfiltration in diabetic Akita mice. Am J Physiol Renal Physiol. 2014; 306 (2): F194-204.
- Wells RG, Mohandas TK, Hediger MA. Localization of the Na + / glucose cotransporter gene SGLT2 to human chromosome 16 close to the centromere. Genomics. 1993; 17 (3): 787-789.
- Wright, EM. Renal Na (+) - glucose cotransporter. Am J Physiol Renal Physiol. 2001; 280: F10-18.
- Wright EM, Hirayama BA, Loo DF. Active sugar transport in health and disease. J Intern Med. 2007; 261: 32-43.