SGLT2 (NATRIUMGLUCOSECOTRANSPORTER) - BIOLOGI - 2025

Den SGLT2, er proteiner, der tilhører familien af transportører natrium / glucose SGLT. Derfor udfører de den aktive transport af glukosemolekylet mod en koncentrationsgradient. Transport er mulig, fordi der er energi fra natriumcotransport (symport).

I SGLT2, som i alle isoformer, der hører til SGLT-familien, induceres en konformationel ændring i proteinet. Dette er vigtigt for at translokere sukkeret til den anden side af membranen. Dette er muligt takket være den strøm, der genereres af natrium, ud over det faktum, at det giver den nødvendige energi til transport.

Glukosetransportøren udfører transporten af ​​glukose og natrium mod dens koncentrationsgradient. Af NuFS, San Jose State University, ændret af Wikimedia Commons.

Denne transportør har i modsætning til SGLT1 (natriumglukosetransportproteiner) kun evnen til at transportere glukose. Imidlertid er transportkinetikken temmelig ens i begge.

SGLT2 udtrykkes hovedsageligt i cellerne i den proksimale viklede tubule i nyre nefronen, og dens funktion er at reabsorbere glukosen, der findes i det glomerulære filtrat, der producerer urin.

Glukosetransport på celleniveau

Glukose er det vigtigste sukker, gennem hvilket de fleste celler får energi til at udføre forskellige metaboliske processer.

Fordi det er et stort og meget polært monosaccharid, kan det ikke i sig selv krydse cellemembranen. Derfor kræves det membrankomponenter kaldet transportørproteiner for at flytte til cytosol.

Glukosetransportørerne, der hidtil er blevet undersøgt og karakteriseret, udfører transporten af ​​denne metabolit ved hjælp af forskellige transportmekanismer.

Nævnte transporterproteiner tilhører to familier: GLUT'er (glukosetransportører) og SGLT'er (natrium / glukose co-transporterfamilie). GLUT'er er involveret i transport af glukose ved lettere distribution, mens SGLT'er udfører monosaccharidtransport ved aktiv transport.

Struktur af SGLT2

Ifølge analysen af ​​proteinernes primære struktur ved hjælp af komplementære DNA-biblioteker (cDNA), har transportørerne fra begge familier en lignende struktur.

Det vil sige 12 transmembrane domæner i tilfælde af GLUT'er og 14 transmembrane domæner i SGLT'er. På samme måde har de alle et glykosyleringspunkt på et af de håndtag, der er orienteret mod den ekstracellulære side.

SGLT2 er et integreret protein kodet af SLC5A2-genet og har 672 aminosyrer med en struktur på 14 a-helixer. Med andre ord er den sekundære struktur temmelig lig med de andre medlemmer af SGLT-familien.

Af de 14 a-helixer, der udgør transporterens tredimensionelle struktur, er fem af dem rumligt arrangeret i midten af ​​den, med en af ​​sidefladerne af hver helix beriget i hydrofobe domæner arrangeret mod den ydre side i kontakt med hydrofob kerne i membranen.

I modsætning hertil anbringes den indvendige flade rig på hydrofile rester indad og danner en hydrofil pore, gennem hvilken substraterne passerer.

SGLT2-funktioner

SGLT2 er en transporter med høj kapacitet, lav affinitet, hvis ekspression er begrænset til den proksimale viklede tubule i nyren og er ansvarlig for 90% glukose-reabsorption.

Glukosetransport med SGLT2 udføres ved hjælp af en symportmekanisme, dvs. natrium og glukose transporteres i samme retning over membranen mod en koncentrationsgradient. Energien, der er lagret af den elektrokemiske gradient, bruges til at udføre bevægelse af glukose mod dens gradient.

SGLT2-hæmning er forbundet med et fald i glukoseniveauer og med tab af vægt og kalorier på grund af eliminering af glukose i urinen.

SGLT2-funktioner

Denne transports funktion er reabsorption af glukose, den deltager også i genoptagelsen af ​​natrium og vand på nyreniveauet.

Opdagelsen af ​​akvaporiner 2 og 6 i den proksimale tubule og opsamlingstubuli indikerer imidlertid, at der skal foretages en omfattende undersøgelse af mekanismerne, der er involveret i vandet og opløste transportprocesser i det rørformede epitel i nyren.

Ud over at deltage i absorptionen af ​​glukose deltager GSLT2 i den aktive absorption af vand ved nyrerne. Af Henry Vandyke Carter (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) fra Wikimedia Commons.

Nyrefunktion og SGLT2

Nyren filtrerer cirka 180 liter væske og 160-180 gram glukose. Denne filtrerede glucose reabsorberes i niveauet for den proksimale tubule, hvilket betyder, at dette sukker er fraværende i urinen.

Denne proces er imidlertid begrænset af nyretærsklen for glukose. Det er blevet antydet, at denne transportgrænse er det, der tillader opretholdelse af et nødvendigt glukosetilskud, når de tilgængelige koncentrationer af kulhydrat er lave.

Denne mekanisme påvirkes af diabetespatienter, fordi der forekommer funktionelle ændringer i nefronen. I denne patologi forårsager stigningen i glukosekoncentrationer en mætning af transportørerne og forårsager glukosuri, især i begyndelsen af ​​sygdommen.

Som et resultat gennemgår nyrerne ændringer eller tilpasninger, der fører til funktionsfejl, blandt andet er en stigning i evnen til at transportere glukose.

Forøgelsen af ​​kapaciteten til glukosetransport producerer en stigning i reabsorption på niveauet af nyretubulien, og sidstnævnte er hvad der er relateret til overudtrykket i antal og aktivitet af SGLT2 transportører.

Parallelt sker forøgelsen af ​​glukoserebsorption med stigningen i NaCl-reabsorption. Stigningen i glukoserebsorption skyldes det faktum, at nefronen fungerer på en tvungen måde, en stigning i størrelse og en inflammatorisk tilstand, der fører til udvikling af diabetisk nefropati.

Referencer

1. Bakris GL, Fonseca V, Sharma K, Wright E. Nyretransport af natriumglukose: rolle i diabetes mellitus og potentielle kliniske implikationer. Nyre Int. 2009; 75: 1272-1277.
2. DeFronzo RA, Hompesch M, Kasichayanula S, Liu X, Hong Y, Pfister M, et al. Karakterisering af renal glucoserebsorption som respons på dapagliflozin hos raske individer og personer med type 2-diabetes. Diabetespleje. 2013; 36 (10): 3169-3176.
3. Hediger MA, Rhoads DB. SGLT2 formidler glukoseabsorption i nyrerne. Physiol Rev. 1994; 74: 993-1026.
4. Rahmoune H, Thompson PW, Ward JM, Smith CD, Hong G, Brown J. Glucose transportører i humane nyreproximale tubulære celler isoleret fra urinen hos patienter med ikke-insulinafhængig diabetes. Diabetes. 2005; 54 (12): 3427-3434.
5. Rieg T, Masuda T, Gerasimova M, Mayoux E, Platt K, Powell DR, et al. Forøgelse af SGLT1-medieret transport forklarer renal glukoserebsorption under genetisk og farmakologisk SGLT2-hæmning ved euglycæmi. 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-hæmmer empagliflozin reducerer nyrevækst og albuminuri i forhold til hyperglykæmi og forhindrer glomerulær hyperfiltrering hos diabetiske Akita-mus. Am J Physiol Renal Physiol. 2014, 306 (2): F194-204.
7. Wells RG, Mohandas TK, Hediger MA. Lokalisering af Na + / glukosekotransportergenet SGLT2 til humant kromosom 16 tæt på centromeren. Genomics. 1993; 17 (3): 787-789.
8. Wright, EM. Renal Na (+) - glukosekotransporter. Am J Physiol Renal Physiol. 2001; 280: F10-18.
9. Wright EM, Hirayama BA, Loo DF. Aktiv sukkertransport i sundhed og sygdom. J Intern Med. 2007; 261: 32-43.