SGLT2 (КОТРАНСПОРТЕР НА НАТРИЕВА ГЛЮКОЗА) - БИОЛОГИЯ - 2025

На SGLT2, са протеини, принадлежащи към семейството на транспортери натриев / глюкоза SGLT. Следователно те осъществяват активния транспорт на глюкозната молекула срещу градиент на концентрация. Транспортът е възможен, защото енергията се получава от натриев котранспорт (симпорт).

В SGLT2, както във всички изоформи, принадлежащи към семейството на SGLT, в протеина се индуцира конформационна промяна. Това е от съществено значение за преместването на захарта в другата страна на мембраната. Това е възможно благодарение на тока, генериран от натрий, в допълнение към факта, че той осигурява необходимата енергия за транспорт.

Глюкозният транспортер осъществява транспортирането на глюкоза и натрий срещу концентрационния му градиент. От NuFS, Държавен университет Сан Хосе, модифициран от Wikimedia Commons.

Този транспортер, за разлика от SGLT1 (натриево-глюкозни транспортни протеини), има само способността да транспортира глюкоза. Въпреки това транспортната кинетика е доста сходна и в двете.

SGLT2 се експресира главно в клетките на проксималния свит тубул на бъбречния нефрон и неговата функция е да реабсорбира глюкозата, открита в гломерулния филтрат, който произвежда урина.

Транспорт на глюкоза на клетъчно ниво

Глюкозата е основната захар, чрез която повечето клетки получават енергия за извършване на различни метаболитни процеси.

Тъй като е голям и силно полярен монозахарид, той сам по себе си не може да пресече клетъчната мембрана. Ето защо за преминаване към цитозола са необходими мембранни компоненти, наречени белтъци на транспортера.

Глюкозните преносители, които са изследвани и характеризирани до този момент, извършват транспортирането на този метаболит по различни транспортни механизми.

Споменатите транспортни протеини принадлежат към две фамилии: GLUTs (глюкозни транспортери) и SGLTs (семейство ко-транспортери на натрий / глюкоза). GLUTs участват в транспортирането на глюкоза чрез улеснена дифузия, докато SGLT извършват монозахариден транспорт с активен транспорт.

Структура на SGLT2

Според анализа на първичната структура на протеините с помощта на допълнителни ДНК библиотеки (cDNA), преносителите на двете фамилии имат подобна структура.

Тоест 12 трансмембранни домена в случая на GLUT и 14 трансмембранни домена в SGLT. По същия начин, всички те имат точка на гликозилиране на една от дръжките, ориентирана към извънклетъчната страна.

SGLT2 е интегрален протеин, кодиран от гена SLC5A2 и има 672 аминокиселини със структура от 14 α-спирали. С други думи, вторичната структура е доста подобна на тази на останалите членове на семейството на SGLT.

От 14 α-спирали, които съставят триизмерната структура на транспортера, пет от тях са пространствено разположени в центъра му, като едно от страничните лица на всяка спирала е обогатено с хидрофобни области, подредени към външната страна в контакт с хидрофобно ядро ​​на мембраната.

За разлика от тях вътрешното лице, богато на хидрофилни остатъци, е разположено навътре, образувайки хидрофилна пора, през която преминават субстратите.

SGLT2 функции

SGLT2 е транспортер с нисък афинитет с висок капацитет, чиято експресия е ограничена до проксималния свит тубул на бъбрека, който е отговорен за 90% реабсорбция на глюкоза.

Транспортирането на глюкоза чрез SGLT2 се осъществява чрез симпорт механизъм, тоест натрий и глюкоза се транспортират в една и съща посока през мембраната срещу градиент на концентрация. Енергията, съхранявана от електрохимичния градиент, се използва за осъществяване на движението на глюкозата спрямо нейния градиент.

Инхибирането на SGLT2 е свързано с намаляване на нивата на глюкоза и загуба на тегло и калории поради елиминирането на глюкозата в урината.

SGLT2 функции

Функцията на този транспортер е реабсорбцията на глюкоза, той също участва в реабсорбцията на натрий и вода на бъбречно ниво.

Откриването на аквапорини 2 и 6 в проксималния канал и събирателните тубули показва, че трябва да се направи цялостно изследване на механизмите, участващи във водните и разтворими транспортни процеси в тръбния епител на бъбрека.

Освен че участва в абсорбцията на глюкоза, GSLT2 участва в активното усвояване на водата от бъбреците. От Хенри Вандике Картър, (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0), от Wikimedia Commons.

Бъбречна функция и SGLT2

Бъбрекът филтрира приблизително 180 литра течност и 160-180 грама глюкоза. Тази филтрирана глюкоза се резорбира на нивото на проксималния канал, което означава, че тази захар отсъства в урината.

Този процес обаче е ограничен от бъбречния праг за глюкоза. Предполага се, че тази транспортна граница е това, което позволява поддържането на необходима добавка за глюкоза, когато наличните концентрации на въглехидрати са ниски.

Този механизъм е засегнат при пациенти с диабет, тъй като в нефрона възникват функционални изменения. При тази патология увеличаването на концентрациите на глюкоза причинява насищане на преносителите, причинявайки глюкозурия, особено в началото на заболяването.

В резултат на това бъбрекът претърпява модификации или адаптации, които водят до неизправност, сред които е увеличаване на способността за транспортиране на глюкоза.

Увеличаването на капацитета за транспортиране на глюкоза води до увеличаване на реабсорбцията на нивото на бъбречния канал и последното е това, което е свързано с свръхекспресията в броя и активността на превозвачите SGLT2.

Успоредно с това увеличаването на реабсорбцията на глюкоза става с увеличаването на реабсорбцията на NaCl. Увеличаването на реабсорбцията на глюкоза, поради факта, че нефронът работи принудително, води до увеличаване на размера и възпалително състояние, което води до развитие на диабетна нефропатия.

Препратки

1. Bakris GL, Fonseca V, Sharma K, Wright E. Бъбречен транспорт на натрий-глюкоза: роля при захарен диабет и потенциални клинични последици. Bidney Int. 2009; 75: 1272-1277.
2. DeFronzo RA, Hompesch M, Kasichayanula S, Liu X, Hong Y, Pfister M, et al. Характеристика на реабсорбцията на бъбречна глюкоза в отговор на дапаглифлозин при здрави индивиди и лица с диабет тип 2. Грижа за диабет. 2013; 36 (10): 3169-3176.
3. Hediger MA, Rhoads DB. SGLT2 медиира глюкозна реабсорбция в бъбреците. Physiol Rev. 1994; 74: 993-1026.
4. Rahmoune H, Thompson PW, Ward JM, Smith CD, Hong G, Brown J. Преносители на глюкоза в проксималните тубулни клетки на бъбреците, изолирани от урината на пациенти с неинсулинозависим диабет. Диабет. 2005; 54 (12): 3427-3434.
5. Rieg T, Masuda T, Gerasimova M, Mayoux E, Platt K, Powell DR, et al. Увеличаването на SGLT1-медииран транспорт обяснява бъбречната реабсорбция по време на генетично и фармакологично инхибиране на SGLT2 при еугликемия. Am J Physiol бъбречна физиол. 2014; 306 (2): F188-193.
6. Vallon V, Герасимова М, Rose MA, Masuda T, Satriano J, Mayoux E, et al. SGLT2 инхибиторът емпаглифлозин намалява бъбречния растеж и албуминурията пропорционално на хипергликемията и предотвратява гломерулната хиперфилтрация при диабетни мишки Akita. Am J Physiol бъбречна физиол. 2014; 306 (2): F194-204.
7. Wells RG, Mohandas TK, Hediger MA. Локализация на Na + / глюкозния котранспортен ген SGLT2 в човешка хромозома 16, близка до центромера. Геномика. 1993; 17 (3): 787-789.
8. Райт, ЕМ. Бъбречен Na (+) - котранспортер на глюкоза. Am J Physiol бъбречна физиол. 2001; 280: F10-18.
9. Райт ЕМ, Хираяма BA, Loo DF. Активен транспорт на захар при здраве и болести. J Intern Med. 2007; 261: 32-43.