SGLT2 (NATRIUMGLUKOSÖVERFÖRING) - BIOLOGI - 2025

Den SGLT2 , är proteiner som tillhör familjen av transportörer natrium / glukos SGLT. Därför utför de den aktiva transporten av glukosmolekylen mot en koncentrationsgradient. Transport är möjlig eftersom energi erhålls från natriumcotransport (symport).

I SGLT2, som i alla isoformer som tillhör SGLT-familjen, induceras en konformationell förändring i proteinet. Detta är viktigt för att omlokalisera sockret till den andra sidan av membranet. Detta är möjligt tack vare den ström som genereras av natrium, utöver det faktum att den ger den nödvändiga energin för transport.

Glukostransportören utför transporten av glukos och natrium mot dess koncentrationsgradient. Av NuFS, San Jose State University, modifierad av Wikimedia Commons.

Till skillnad från SGLT1 (natriumglukostransportproteiner) har denna transportör bara förmågan att transportera glukos. Emellertid är transportkinetiken ganska lik i båda.

SGLT2 uttrycks huvudsakligen i cellerna i den proximala vikta tubuli i njurnefronen och dess funktion är att reabsorbera glukosen som finns i det glomerulära filtratet som producerar urin.

Glukostransport på cellnivå

Glukos är det viktigaste sockret genom vilket de flesta celler får energi för att genomföra olika metaboliska processer.

Eftersom det är en stor och mycket polär monosackarid, kan den inte själv korsa cellmembranet. Därför krävs membrankomponenter som kallas transporterproteiner för att flytta till cytosolen.

De glukostransportörer som hittills har studerats och karaktäriserats transporterar denna metabolit med olika transportmekanismer.

Nämnda transporterproteiner tillhör två familjer: GLUT (glukostransportörer) och SGLT (natrium / glukos samtransportör familj). GLUT är involverade i transport av glukos genom underlättad diffusion, medan SGLT: er utför monosackaridtransport med aktiv transport.

Struktur för SGLT2

Enligt analysen av den primära strukturen hos proteinerna med hjälp av komplementära DNA-bibliotek (cDNA) uppvisar transportörerna från båda familjerna en liknande struktur.

Det vill säga 12 transmembrane domäner i fallet med GLUT och 14 transmembran domäner i SGLT. På samma sätt har de alla en glykosyleringspunkt på ett av handtagen orienterade mot den extracellulära sidan.

SGLT2 är ett integrerat protein kodat av SLC5A2-genen och har 672 aminosyror med en struktur av 14 a-helices. Med andra ord är den sekundära strukturen ganska lik den för de andra medlemmarna i SGLT-familjen.

Av de 14 a-helikterna som utgör transportörens tredimensionella struktur är fem av dem rumsligt anordnade i mitten av den, med en av sidoytorna på varje spiral berikad i hydrofoba domäner anordnade mot utsidan i kontakt med membranets hydrofoba kärna.

Däremot placeras den inre ytan som är rik på hydrofila rester inåt och bildar en hydrofil por genom vilken substraten passerar.

SGLT2-funktioner

SGLT2 är en transportör med hög kapacitet, låg affinitet, vars uttryck är begränsat till den proximala krökta tubuli i njurarna, och ansvarar för 90% glukosreabsorption.

Glukostransport med SGLT2 utförs av en symportmekanism, dvs natrium och glukos transporteras i samma riktning över membranet mot en koncentrationsgradient. Energin lagrad av den elektrokemiska gradienten används för att utföra rörelsen av glukos mot dess gradient.

Inhiberingen av SGLT2 är förknippad med en minskning av glukosnivåer och med viktminskning och kalorier på grund av eliminering av glukos i urinen.

SGLT2-funktioner

Denna transportörs funktion är återabsorptionen av glukos, den deltar också i återabsorptionen av natrium och vatten på njurnivån.

Upptäckten av akvaporiner 2 och 6 i den proximala tubuli och uppsamlingsrör indikerar emellertid att en omfattande undersökning bör göras om mekanismerna som är involverade i vatten- och lösta transportprocesser i det rörformiga epitelet i njurarna.

Förutom att delta i absorptionen av glukos deltar GSLT2 i den aktiva absorptionen av vatten i njurarna. Av Henry Vandyke Carter, (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0), från Wikimedia Commons.

Njurfunktion och SGLT2

Njurarna filtrerar cirka 180 liter vätska och 160-180 gram glukos. Denna filtrerade glukos reabsorberas i nivån på den proximala tubuli, vilket innebär att detta socker saknas i urinen.

Emellertid är denna process begränsad av njurtröskeln för glukos. Det har föreslagits att denna transportgräns är det som tillåter upprätthållande av ett nödvändigt glukostillskott när de tillgängliga koncentrationerna av kolhydrat är låga.

Denna mekanism påverkas hos diabetespatienter eftersom funktionella förändringar inträffar i nefronen. I denna patologi orsakar ökningen av glukoskoncentrationer en mättnad av transportörerna och orsakar glukosuri, särskilt i början av sjukdomen.

Som ett resultat genomgår njurarna modifieringar eller anpassningar som leder till funktionsfel, bland vilka en ökning av förmågan att transportera glukos.

Ökningen av kapaciteten för glukostransport ger en ökning av reabsorptionen på nivån av njurröret och det senare är vad som är relaterat till överuttrycket i antal och aktivitet för SGLT2-transportörer.

Parallellt sker ökningen av glukosreabsorption med ökningen av NaCl-reabsorption. Ökningen av glukosreabsorption, på grund av det faktum att nefronen arbetar på ett tvingat sätt, ger en ökning i storlek och ett inflammatoriskt tillstånd som leder till utveckling av diabetisk nefropati.

referenser

1. Bakris GL, Fonseca V, Sharma K, Wright E. Renal natrium-glukostransport: roll i diabetes mellitus och potentiella kliniska implikationer. Kidney Int. 2009; 75: 1272-1277.
2. DeFronzo RA, Hompesch M, Kasichayanula S, Liu X, Hong Y, Pfister M, et al. Karakterisering av njurglukosreabsorption som svar på dapagliflozin hos friska personer och personer med typ 2-diabetes. Diabetesomsorg. 2013; 36 (10): 3169-3176.
3. Hediger MA, Rhoads DB. SGLT2 medierar glukosreabsorption i njuren. Physiol Rev. 1994; 74: 993-1026.
4. Rahmoune H, Thompson PW, Ward JM, Smith CD, Hong G, Brown J. Glukostransportörer i humana renala proximala tubulära celler isolerade från urinen hos patienter med icke-insulinberoende diabetes. Diabetes. 2005; 54 (12): 3427-3434.
5. Rieg T, Masuda T, Gerasimova M, Mayoux E, Platt K, Powell DR, et al. Ökning av SGLT1-medierad transport förklarar njurglukosreabsorption under genetisk och farmakologisk SGLT2-hämning vid euglycemia. Am J Physiol Renal Physiol. 2014; 306 (2): F188-193.
6. Vallon V, Gerasimova M, Rose MA, Masuda T, Satriano J, Mayoux E, et al. SGLT2-hämmare empagliflozin minskar njurtillväxt och albuminuri i proportion till hyperglykemi och förhindrar glomerulär hyperfiltrering hos diabetiska Akita-möss. Am J Physiol Renal Physiol. 2014; 306 (2): F194-204.
7. Wells RG, Mohandas TK, Hediger MA. Lokalisering av Na + / glukoskotransportergenen SGLT2 till human kromosom 16 nära centromeren. Genomics. 1993; 17 (3): 787-789.
8. Wright, EM. Renal Na (+) - glukosöverföring. Am J Physiol Renal Physiol. 2001; 280: F10-18.
9. Wright EM, Hirayama BA, Loo DF. Aktiv sockertransport i hälsa och sjukdom. J Intern Med. 2007; 261: 32-43.