SGLT2 (KOTRANSPORTER NATRIJSKE GLUKOZE) - BIOLOGIJA - 2026

SGLT2 su proteini koji pripadaju obitelji SGLT transporteri natrij / glukoze. Stoga provode aktivni transport molekule glukoze u odnosu na koncentracijski gradijent. Transport je moguć jer se energija dobiva iz natrijevog kotransporta (symport).

U SGLT2, kao u svim izoformama koje pripadaju SGLT obitelji, u proteinu se inducira konformacijska promjena. Ovo je neophodno za premještanje šećera na drugu stranu membrane. To je moguće zahvaljujući struji koju natrij stvara, uz činjenicu da daje potrebnu energiju za transport.

Transporter glukoze vrši transport glukoze i natrija u odnosu na njegov gradijent koncentracije. Autor NuFS, Državno sveučilište San Jose, modificirano iz Wikimedia Commons.

Ovaj transporter, za razliku od SGLT1 (natrij-glukoza transportni proteini), ima samo sposobnost transporta glukoze. Međutim, transportna kinetika u njima je prilično slična.

SGLT2 se eksprimira uglavnom u stanicama proksimalnog isprepletenog tubula bubrežnog nefrona, a njegova je funkcija da reapsorbira glukozu koja se nalazi u glomerularnom filtratu koji stvara urin.

Transport glukoze na staničnoj razini

Glukoza je glavni šećer putem kojeg većina stanica dobiva energiju za obavljanje različitih metaboličkih procesa.

Budući da je veliki i jako polarni monosaharid, on sam po sebi ne može prijeći staničnu membranu. Zbog toga je za prijelaz na citosol potrebne komponente membrane koje se nazivaju transportni proteini.

Transporteri glukoze koji su do sada proučavani i karakterizirani obavljaju transport ovog metabolita različitim transportnim mehanizmima.

Navedeni transporterski proteini pripadaju dvije obitelji: GLUTs (transporteri glukoze) i SGLTs (obitelj ko-transportera natrijuma / glukoze). GLUT-ovi sudjeluju u transportu glukoze lakšom difuzijom, dok SGLT-ovi obavljaju transport monosaharida aktivnim transportom.

Struktura SGLT2

Prema analizi primarne strukture proteina pomoću komplementarne biblioteke DNK (cDNA), transporteri obje obitelji imaju sličnu strukturu.

To jest, 12 transmembranskih domena u slučaju GLUT-a i 14 transmembranskih domena u SGLT-ovima. Isto tako, svi imaju točku glikozilacije na jednoj od ručica orijentirane prema vanćelijskoj strani.

SGLT2 je integralni protein kodiran genom SLC5A2 i ima 672 aminokiseline sa strukturom 14 α-helika. Drugim riječima, sekundarna struktura prilično je slična onoj ostalih članova SGLT obitelji.

Od 14 α-helikoptera koji čine trodimenzionalnu strukturu transportera, pet ih je prostorno raspoređeno u središtu, pri čemu je jedno bočno lice svake spirale obogaćeno hidrofobnim područjima smještenim prema vanjskoj strani u kontaktu s hidrofobna jezgra membrane.

Suprotno tome, unutarnja strana bogata hidrofilnim ostacima nalazi se prema unutra, tvoreći hidrofilne pore kroz koje prolaze supstrati.

Značajke SGLT2

SGLT2 je transporter visokog kapaciteta niskog afiniteta čija je ekspresija ograničena na proksimalni iskrivljeni tubul bubrega, odgovoran za 90% reapsorpciju glukoze.

Transport glukoze putem SGLT2 odvija se mehanizmom simporta, to jest natrij i glukoza se u istom smjeru prevoze preko membrane prema gradijentu koncentracije. Energija pohranjena u elektrokemijskom gradijentu koristi se za kretanje glukoze prema njenom gradijentu.

Inhibicija SGLT2 povezana je sa smanjenjem razine glukoze i gubitkom težine i kalorija uslijed uklanjanja glukoze u urinu.

Značajke SGLT2

Funkcija ovog transportera je reapsorpcija glukoze, također sudjeluje u reapsorpciji natrija i vode na razini bubrega.

Međutim, otkrivanje akvaporina 2 i 6 u proksimalnom tubulu i sakupljajućih tubula ukazuje na to da je potrebno provesti sveobuhvatno istraživanje mehanizama koji su uključeni u procese transporta vode i otapala u epruveli tubula cijevi.

Osim što sudjeluje u apsorpciji glukoze, GSLT2 sudjeluje u aktivnoj apsorpciji vode putem bubrega. Autor: Henry Vandyke Carter, (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0), iz Wikimedia Commons.

Bubrežna funkcija i SGLT2

Bubreg filtrira približno 180 litara tekućine i 160-180 grama glukoze. Ova filtrirana glukoza reapsorbira se na razini proksimalnog tubula, što znači da taj šećer nije prisutan u urinu.

Međutim, taj je proces ograničen bubrežnim pragom za glukozu. Pretpostavlja se da je ovo ograničenje transporta ono što omogućava održavanje potrebnog dodatka glukoze kada su raspoložive koncentracije ugljikohidrata niske.

Na ovaj mehanizam utječu bolesnici s dijabetesom jer se u nefronu događaju funkcionalne promjene. U ovoj patologiji porast koncentracije glukoze uzrokuje zasićenje transportera, što uzrokuje glukozuriju, posebno na početku bolesti.

Kao rezultat, bubreg prolazi kroz izmjene ili adaptacije koje dovode do neispravnosti, među kojima je povećanje sposobnosti transporta glukoze.

Povećanje kapaciteta za transport glukoze stvara porast reapsorpcije na razini bubrežnog tubula, a posljednje je povezano s prekomjernom ekspresijom u broju i aktivnosti transportera SGLT2.

Paralelno s tim dolazi do povećanja reapsorpcije glukoze s porastom reabsorpcije NaCl. Povećanje reapsorpcije glukoze, zbog činjenice da nefron djeluje prisilno, stvara povećanje veličine i upalno stanje što dovodi do razvoja dijabetičke nefropatije.

Reference

1. Bakris GL, Fonseca V, Sharma K, Wright E. Bubrežni transport natrijum-glukoze: uloga u dijabetes melitusu i potencijalne kliničke implikacije. Bubney Int. 2009; 75: 1272-1277.
2. DeFronzo RA, Hompesch M, Kasichayanula S, Liu X, Hong Y, Pfister M, et al. Karakterizacija reapsorpcije bubrežne glukoze kao odgovor na dapagliflozin kod zdravih ispitanika i ispitanika s dijabetesom tipa 2. Njega dijabetesa. 2013 36 (10): 3169-3176.
3. Hediger MA, Rhoads DB. SGLT2 posreduje reapsorpciju glukoze u bubrezima. Physiol Rev. 1994; 74: 993-1026.
4. Rahmoune H, Thompson PW, Ward JM, Smith CD, Hong G, Brown J. Transporteri glukoze u ljudskim bubrežnim proksimalnim tubularnim stanicama izoliranim iz urina pacijenata s dijabetesom koji nije ovisan o inzulinu. Dijabetes. 2005; 54 (12): 3427-3434.
5. Rieg T, Masuda T, Gerasimova M, Mayoux E, Platt K, Powell DR, et al. Povećanje transporta posredovanog SGLT1 objašnjava bubrežnu reapsorpciju glukoze tijekom genetske i farmakološke inhibicije SGLT2 u euglikemiji. Am J Physiol bubrežni fiziol. 2014; 306 (2): F188-193.
6. Vallon V, Gerasimova M, Rose MA, Masuda T, Satriano J, Mayoux E i sur. Empagliflozin inhibitor SGLT2 smanjuje bubrežni rast i albuminuriju proporcionalno hiperglikemiji i sprečava glomerularnu hiperfiltraciju kod dijabetičnih Akita miševa. Am J Physiol bubrežni fiziol. 2014; 306 (2): F194-204.
7. Wells RG, Mohandas TK, Hediger MA. Lokalizacija gena Na + / kokotransportera glukoze SGLT2 na humani kromosom 16 blizu centrarometara. Genomike. 1993; 17 (3): 787-789.
8. Wright, EM. Bubrežni Na (+) - kotransporter glukoze. Am J Physiol bubrežni fiziol. 2001; 280: F10-18.
9. Wright EM, Hirayama BA, Loo DF. Aktivni transport šećera u zdravlju i bolesti. J Intern Med. 2007; 261: 32-43.