SGLT2 (COTRANSPORTER DE GLUCOZĂ DE SODIU) - BIOLOGIE - 2025

SGLT2 , sunt proteine care aparțin familiei SGLT transportori de sodiu / glucoză. Prin urmare, efectuează transportul activ al moleculei de glucoză împotriva unui gradient de concentrație. Transportul este posibil deoarece energia este obținută din cotransportul de sodiu (symport).

În SGLT2, la fel ca în toate izoformele aparținând familiei SGLT, o modificare conformațională este indusă în proteină. Acest lucru este esențial pentru a transloca zahărul în cealaltă parte a membranei. Acest lucru este posibil datorită curentului generat de sodiu, pe lângă faptul că furnizează energia necesară pentru transport.

Transportorul de glucoză efectuează transportul de glucoză și sodiu împotriva gradientului său de concentrație. De NuFS, Universitatea de Stat din San Jose, modificată Wikimedia Commons.

Acest transportor, spre deosebire de SGLT1 (proteine ​​de transport sodiu-glucoză), are doar capacitatea de a transporta glucoza. Cu toate acestea, cinetica transportului este destul de similară în ambele.

SGLT2 este exprimat în principal în celulele tubului proximal convolut al nefronului renal și funcția sa este de a reabsorbi glucoza găsită în filtratul glomerular care produce urina.

Transportul glucozei la nivel celular

Glucoza este principalul zahăr prin care majoritatea celulelor obțin energie pentru a efectua diverse procese metabolice.

Deoarece este un monosacharid mare și extrem de polar, nu poate traversa de la sine membrana celulară. De aceea, pentru a trece la citosol este nevoie de componente ale membranelor numite proteine ​​transportoare.

Transportatorii de glucoză care au fost studiați și caracterizați până în prezent efectuează transportul acestui metabolit prin diferite mecanisme de transport.

Proteinele transportoare menționate aparțin a două familii: GLUT (transportatori de glucoză) și SGLTs (familia co-transportator de sodiu / glucoză). GLUT-urile sunt implicate în transportul glucozei prin difuzie facilitată, în timp ce SGLT-urile efectuează transportul monosacharidelor prin transport activ.

Structura SGLT2

Conform analizei structurii primare a proteinelor cu ajutorul bibliotecilor ADN complementare (ADNc), transportatorii ambelor familii prezintă o structură similară.

Adică 12 domenii transmembrane în cazul GLUT și 14 domenii transmembranare în SGLT. De asemenea, toate au un punct de glicozilare pe unul dintre mânerele orientate spre partea extracelulară.

SGLT2 este o proteină integrală codificată de gena SLC5A2 și are 672 aminoacizi cu o structură de 14 α-elice. Cu alte cuvinte, structura secundară este destul de similară cu cea a celorlalți membri ai familiei SGLT.

Dintre cele 14 α-elice care alcătuiesc structura tridimensională a transportorului, cinci dintre ele sunt dispuse spațial în centrul acestuia, cu una dintre fețele laterale ale fiecărei elici îmbogățite în domenii hidrofobe dispuse spre partea externă în contact cu miez hidrofob al membranei.

În schimb, fața internă bogată în reziduuri hidrofile este dispusă spre interior, formând un por hidrofil prin care trec substraturile.

Caracteristici SGLT2

SGLT2 este un transportor cu o capacitate ridicată, cu afinitate scăzută, a cărui expresie este limitată la tubulul proximal convolut al rinichiului, fiind responsabil pentru reabsorbția de 90% a glucozei.

Transportul glucozei prin SGLT2 se realizează printr-un mecanism symport, adică sodiul și glucoza sunt transportate în aceeași direcție pe toată membrana împotriva unui gradient de concentrație. Energia stocată de gradientul electrochimic este utilizată pentru a efectua mișcarea glucozei împotriva gradientului său.

Inhibarea SGLT2 este asociată cu o scădere a nivelului de glucoză și cu pierderea în greutate și calorii ca urmare a eliminării glucozei în urină.

Caracteristici SGLT2

Funcția acestui transportor este reabsorbția glucozei, participă și la reabsorbția sodiului și a apei la nivelul rinichilor.

Totuși, descoperirea acvaporinelor 2 și 6 în tubulul proximal și în colectarea tubulelor indică faptul că trebuie făcută o investigație cuprinzătoare asupra mecanismelor implicate în procesele de transport a apei și a solutilor în epiteliul tubular al rinichiului.

Pe lângă participarea la absorbția glucozei, GSLT2 participă la absorbția activă a apei de către rinichi. De Henry Vandyke Carter, (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0), de la Wikimedia Commons.

Funcție renală și SGLT2

Rinichii filtrează aproximativ 180 de litri de fluid și 160-180 de grame de glucoză. Această glucoză filtrată este reabsorbită la nivelul tubului proxim, ceea ce înseamnă că acest zahăr este absent în urină.

Cu toate acestea, acest proces este restricționat de pragul renal pentru glucoză. S-a sugerat că această limită de transport este ceea ce permite menținerea unui supliment necesar de glucoză atunci când concentrațiile disponibile de carbohidrați sunt mici.

Acest mecanism este afectat la pacienții diabetici, deoarece modificările funcționale apar la nefron. În această patologie, creșterea concentrațiilor de glucoză determină o saturație a transportatorilor, provocând glucozurie, în special la începutul bolii.

Ca urmare, rinichiul suferă modificări sau adaptări care duc la disfuncționalități, printre care se numără o creștere a capacității de transport a glucozei.

Creșterea capacității de transport a glucozei produce o creștere a reabsorbției la nivelul tubului renal, iar aceasta din urmă este legată de supraexpresia numărului și activității transportorilor SGLT2.

În paralel, creșterea reabsorbției glucozei are loc odată cu creșterea reabsorbției NaCl. Creșterea reabsorbției glucozei, datorită faptului că nefronul funcționează într-un mod forțat, produce o creștere a dimensiunii și o stare inflamatorie care duce la dezvoltarea nefropatiei diabetice.

Referințe

1. Bakris GL, Fonseca V, Sharma K, Wright E. Transportul renal de sodiu-glucoză: rol în diabetul zaharat și potențiale implicații clinice. Rinichi int. 2009; 75: 1272-1277.
2. DeFronzo RA, Hompesch M, Kasichayanula S, Liu X, Hong Y, Pfister M și colab. Caracterizarea reabsorbției renale a glucozei ca răspuns la dapagliflozină la subiecți sănătoși și subiecți cu diabet zaharat tip 2. Îngrijirea diabetului. 2013; 36 (10): 3169-3176.
3. Hediger MA, Rhoads DB. SGLT2 mediază reabsorbția glucozei în rinichi. Physiol Rev. 1994; 74: 993-1026.
4. Rahmoune H, Thompson PW, Ward JM, Smith CD, Hong G, Brown J. Transportoare de glucoză în celulele tubulare renale umane proximale, izolate din urina pacienților cu diabet non-insulino-dependent. Diabet. 2005; 54 (12): 3427-3434.
5. Rieg T, Masuda T, Gerasimova M, Mayoux E, Platt K, Powell DR, ș.a. Creșterea transportului mediat de SGLT1 explică reabsorbția renală a glucozei în timpul inhibării genetice și farmacologice a SGLT2 în euglicemie. Am J Physiol Fiziol renal. 2014; 306 (2): F188-193.
6. Vallon V, Gerasimova M, Rose MA, Masuda T, Satriano J, Mayoux E, și colab. Empagliflozin inhibitorul SGLT2 reduce creșterea renală și albuminuria în proporție de hiperglicemie și previne hiperfiltrarea glomerulară la șoarecii diabetici Akita. Am J Physiol Fiziol renal. 2014; 306 (2): F194-204.
7. Wells RG, Mohandas TK, Hediger MA. Localizarea genei SGLT2 a cotransporterului Na + / glucoză în cromozomul 16 uman aproape de centromer. Genomics. 1993; 17 (3): 787-789.
8. Wright, EM. Renal Na (+) - cotransport de glucoză. Am J Physiol Fiziol renal. 2001; 280: F10-18.
9. Wright EM, Hirayama BA, Loo DF. Transport activ de zahăr în sănătate și boli. J Intern. 2007; 261: 32-43.