SGLT2 (NATRIUMGLUKOSECOTRANSPORTER) - BIOLOGI - 2026

Den SGLT2 , er proteiner som tilhører familien av transportører natrium / glukose SGLT. Derfor utfører de den aktive transporten av glukosemolekylet mot en konsentrasjonsgradient. Transport er mulig fordi energi hentes fra natriumcotransport (symport).

I SGLT2, som i alle isoformer som tilhører SGLT-familien, induseres en konformasjonsendring i proteinet. Dette er viktig for å omlokale sukkeret til den andre siden av membranen. Dette er mulig takket være strømmen som genereres av natrium, i tillegg til at den gir den nødvendige energien for transport.

Glukosetransportøren utfører transport av glukose og natrium mot konsentrasjonsgradienten. Av NuFS, San Jose State University, modifisert av Wikimedia Commons.

I motsetning til SGLT1 (natriumglukosetransportproteiner) har denne transportøren bare muligheten til å transportere glukose. Imidlertid er transportkinetikken ganske lik hos begge.

SGLT2 uttrykkes hovedsakelig i cellene i den proksimale viklete tubulien i nyrenephronen, og dens funksjon er å reabsorbere glukosen som finnes i det glomerulære filtratet som produserer urin.

Glukosetransport på cellenivå

Glukose er det viktigste sukkeret som de fleste celler skaffer energi gjennom for å utføre forskjellige metabolske prosesser.

Fordi det er et stort og sterkt polært monosakkarid, kan det ikke i seg selv krysse cellemembranen. Derfor krever det membrankomponenter som kalles transportørproteiner for å flytte til cytosol.

Glukosetransportørene som hittil er studert og karakterisert, utfører transporten av denne metabolitten ved hjelp av forskjellige transportmekanismer.

Nevnte transportørproteiner tilhører to familier: GLUTs (glukosetransportører) og SGLTs (natrium / glukose co-transporter familie). GLUTer er involvert i transport av glukose ved forenklet diffusjon, mens SGLTer utfører monosakkaridtransport med aktiv transport.

Struktur av SGLT2

I følge analysen av den primære strukturen til proteinene ved hjelp av komplementære DNA-biblioteker (cDNA), har transportørene fra begge familiene en lignende struktur.

Det vil si 12 transmembrane domener i tilfelle av GLUTer og 14 transmembrane domener i SGLTer. På samme måte har de alle et glykosyleringspunkt på et av håndtakene orientert mot den ekstracellulære siden.

SGLT2 er et integrert protein kodet av SLC5A2-genet og har 672 aminosyrer med en struktur på 14 a-helikser. Med andre ord er den sekundære strukturen ganske lik den for de andre medlemmene i SGLT-familien.

Av de 14 a-helikser som utgjør den tredimensjonale strukturen til transportøren, er fem av dem romlig plassert i midten av den, med en av sideflatene til hver helix beriket i hydrofobe domener anordnet mot utsiden i kontakt med hydrofob kjerne i membranen.

I motsetning til dette, blir det indre ansiktet som er rik på hydrofile rester anordnet innover, og danner en hydrofil pore som underlagene passerer gjennom.

SGLT2-funksjoner

SGLT2 er en transportør med høy kapasitet, lav affinitet, hvis ekspresjon er begrenset til den proksimale viklete tubule i nyren, og som er ansvarlig for 90% glukosereabsorpsjon.

Glukosetransport med SGLT2 utføres ved en symport-mekanisme, det vil si at natrium og glukose transporteres i samme retning over membranen mot en konsentrasjonsgradient. Energien lagret av den elektrokjemiske gradienten brukes til å utføre bevegelsen av glukose mot dens gradient.

Inhiberingen av SGLT2 er assosiert med en reduksjon i glukosenivå, og med tap av vekt og kalorier på grunn av eliminering av glukose i urinen.

SGLT2-funksjoner

Funksjonen til denne transportøren er reabsorpsjon av glukose, den deltar også i reabsorpsjonen av natrium og vann på nyrenivået.

Oppdagelsen av akvaporiner 2 og 6 i den proksimale tubuli og oppsamlingstubuli indikerer imidlertid at det bør gjøres en omfattende undersøkelse av mekanismene som er involvert i vannet og løste transportprosesser i det tubulære epitel av nyren.

I tillegg til å delta i absorpsjon av glukose, deltar GSLT2 i den aktive absorpsjonen av vann i nyrene. Av Henry Vandyke Carter, (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0), fra Wikimedia Commons.

Nyrefunksjon og SGLT2

Nyren filtrerer omtrent 180 liter væske og 160-180 gram glukose. Denne filtrerte glukosen reabsorberes på nivået av den proksimale tubulien, noe som betyr at dette sukkeret er fraværende i urinen.

Imidlertid er denne prosessen begrenset av nyreterskelen for glukose. Det er blitt antydet at denne transportgrensen er det som gjør det mulig å opprettholde et nødvendig glukosetilskudd når de tilgjengelige konsentrasjonene av karbohydrat er lave.

Denne mekanismen påvirkes hos diabetespasienter fordi funksjonelle endringer forekommer i nefronen. I denne patologien forårsaker økningen i glukosekonsentrasjoner en metning av transportørene og forårsaker glukosuri, spesielt i begynnelsen av sykdommen.

Som et resultat gjennomgår nyrene endringer eller tilpasninger som fører til funksjonsfeil, blant dem er en økning i evnen til å transportere glukose.

Økningen i kapasiteten for glukosetransport gir en økning i reabsorpsjon på nivået av nyretubulien, og sistnevnte er det som er relatert til overuttrykk i antall og aktivitet for SGLT2 transportører.

Parallelt skjer økningen i glukosereabsorpsjon med økningen i NaCl-reabsorpsjon. Økningen i glukosereabsorpsjon, på grunn av det faktum at nefronen fungerer på en tvungen måte, gir en økning i størrelse og en inflammatorisk tilstand som fører til utvikling av diabetisk nefropati.

referanser

1. Bakris GL, Fonseca V, Sharma K, Wright E. Nyretransport av natriumglukose: rolle i diabetes mellitus og potensielle kliniske implikasjoner. Nyre int. 2009; 75: 1272-1277.
2. DeFronzo RA, Hompesch M, Kasichayanula S, Liu X, Hong Y, Pfister M, et al. Karakterisering av nyrefunksjon av glukose som respons på dapagliflozin hos friske personer og personer med type 2-diabetes. Diabetesomsorg. 2013; 36 (10): 3169-3176.
3. Hediger MA, Rhoads DB. SGLT2 formidler glukosereabsorpsjon i nyre. Physiol Rev. 1994; 74: 993-1026.
4. Rahmoune H, Thompson PW, Ward JM, Smith CD, Hong G, Brown J. Glukosetransportører i humane renale proksimale tubulære celler isolert fra urinen til pasienter med ikke-insulinavhengig diabetes. Diabetes. 2005; 54 (12): 3427-3434.
5. Rieg T, Masuda T, Gerasimova M, Mayoux E, Platt K, Powell DR, et al. Øking i SGLT1-mediert transport forklarer renbsorpsjon av nyrene under genetisk og farmakologisk SGLT2-hemming ved euglykemi. 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-hemmer empagliflozin reduserer nyrevekst og albuminuri i forhold til hyperglykemi 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 av Na + / glukosekotransportergenet SGLT2 til humant kromosom 16 nær sentromer. 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 helse og sykdom. J Intern Med. 2007; 261: 32-43.