SGLT2 (SOČASNI PREVOZ NATRIJEVEGA GLUKOZE) - BIOLOGIJA - 2026

SGLT2 , so proteini, ki spadajo v družino SGLT transporterji natrijevega / glukoze. Zato izvajajo aktivni transport molekule glukoze proti koncentracijskem gradientu. Prevoz je mogoč, ker se energija pridobiva iz natrijevega kotransporta (symport).

Tako kot v vseh izoformah, ki spadajo v družino SGLT, je v SGLT2 v beljakovinah sprožena konformacijska sprememba. To je bistveno za premik sladkorja na drugo stran membrane. To je mogoče zahvaljujoč toku, ki ga ustvari natrij, poleg tega, da zagotavlja potrebno energijo za transport.

Transporter glukoze izvaja transport glukoze in natrija proti njegovemu koncentracijskemu gradientu. Avtor NuFS, Državna univerza San Jose, spremenjena iz Wikimedia Commons.

Ta transporter ima, za razliko od SGLT1 (transportne beljakovine natrijevega glukoze) samo sposobnost prenašanja glukoze. Vendar je transportna kinetika pri obeh precej podobna.

SGLT2 se izrazi predvsem v celicah proksimalnega zvitega tubula ledvičnega nefrona in njegova funkcija je, da ponovno absorbira glukozo, ki jo najdemo v glomerularnem filtratu, ki proizvaja urin.

Transport glukoze na celični ravni

Glukoza je glavni sladkor, s pomočjo katerega večina celic pridobi energijo za izvajanje različnih presnovnih procesov.

Ker je velik in zelo polarni monosaharid, sam po sebi ne more prečkati celične membrane. Zato je za prehod na citosol potrebne komponente membrane, ki se imenujejo beljakovine transporterji.

Prenašalci glukoze, ki so bili do zdaj raziskani in značilni, izvajajo transport tega presnovka po različnih transportnih mehanizmih.

Navedeni transporterski proteini pripadajo dvema družinama: GLUT-ji (prenašalci glukoze) in SGLT-ji (družina sovoznikov natrij / glukoza). GLUT-ji sodelujejo pri transportu glukoze s pomočjo olajšane difuzije, medtem ko SGLT-ji izvajajo monosaharidni prevoz z aktivnim transportom.

Struktura SGLT2

Glede na analizo primarne strukture proteinov s pomočjo komplementarnih knjižnic DNK (cDNA) imajo prevozniki obeh družin podobno strukturo.

To je 12 transmembranskih domen v primeru GLUT-ov in 14 transmembranskih domen v SGLT-jih. Prav tako imajo vsi točko glikozilacije na enem izmed ročajev, usmerjenih proti zunajcelični strani.

SGLT2 je integralni protein, ki ga kodira gen SLC5A2 in ima 672 aminokislin s strukturo 14 α-helic. Z drugimi besedami, sekundarna struktura je precej podobna strukturi ostalih članov družine SGLT.

Od 14 α-vijačnic, ki sestavljajo tridimenzionalno strukturo transporterja, jih je pet v prostoru prostorsko razporejenih, pri čemer je ena od stranskih ploskev vsake vijačnice obogatena s hidrofobnimi domenami, razporejenimi proti zunanji strani v stiku z hidrofobno jedro membrane.

Nasprotno pa je notranji del, bogat s hidrofilnimi ostanki, razporejen navznoter in tvori hidrofilne pore, skozi katere prehajajo substrati.

Značilnosti SGLT2

SGLT2 je visoko zmogljiv, nizko afinitetni transporter, katerega izražanje je omejeno na proksimalno zvito ledvico ledvic, ki je odgovorno za 90-odstotno reapsorpcijo glukoze.

Prenos glukoze s pomočjo SGLT2 poteka s simpotskim mehanizmom, to je, da se natrij in glukoza prevažata v isti smeri po membrani proti gradientu koncentracije. Energija, ki jo shrani elektrokemični gradient, se uporablja za izvajanje gibanja glukoze proti njenemu gradientu.

Inhibicija SGLT2 je povezana z znižanjem ravni glukoze ter izgubo teže in kalorij zaradi izločanja glukoze v urinu.

Značilnosti SGLT2

Funkcija tega prenašalca je reabsorpcija glukoze, sodeluje tudi pri reabsorpciji natrija in vode na ravni ledvic.

Vendar odkritje akvaporinov 2 in 6 v proksimalnem tubulu in zbiralnih tubulih kaže na to, da je treba izvesti celovito preiskavo mehanizmov, ki so vključeni v procese prenosa vode in topljenca v tubularnem epiteliju ledvice.

GSLT2 poleg tega, da sodeluje pri absorpciji glukoze, sodeluje pri aktivni absorpciji vode preko ledvic. Avtor Henry Vandyke Carter, (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0), iz Wikimedia Commons.

Ledvična funkcija in SGLT2

Ledvice filtrirajo približno 180 litrov tekočine in 160-180 gramov glukoze. Ta filtrirana glukoza se absorbira na nivoju proksimalnega tubula, kar pomeni, da je ta sladkor v urinu odsoten.

Vendar je ta postopek omejen z ledvičnim pragom za glukozo. Predlagano je, da je ta transportna meja tista, ki omogoča vzdrževanje potrebnega dodatka glukoze, kadar so razpoložljive koncentracije ogljikovih hidratov nizke.

Ta mehanizem vpliva na bolnike s sladkorno boleznijo, ker se v nefronu pojavljajo funkcionalne spremembe. Pri tej patologiji povečanje koncentracije glukoze povzroči nasičenost prenašalcev, kar povzroča glukozurijo, še posebej na začetku bolezni.

Zaradi tega je ledvica podvržena spremembam ali prilagoditvam, ki vodijo v nepravilno delovanje, med katerimi je povečanje sposobnosti prevoza glukoze.

Povečanje zmogljivosti za transport glukoze povzroči povečanje reabsorpcije na nivoju ledvičnega tubula, kar je povezano s prekomerno izražanjem števila in aktivnosti prenašalcev SGLT2.

Vzporedno s povečanjem reabsorpcije NaCl pride do povečanja reabsorpcije glukoze. Povečanje reabsorpcije glukoze zaradi dejstva, da nefron deluje prisilno, povzroči povečanje velikosti in vnetno stanje, kar vodi v razvoj diabetične nefropatije.

Reference

1. Bakris GL, Fonseca V, Sharma K, Wright E. Ledvični transport natrija in glukoze: vloga pri diabetesu mellitus in možne klinične posledice. Ledvice Int. 2009; 75: 1272-1277.
2. DeFronzo RA, Hompesch M, Kasichayanula S, Liu X, Hong Y, Pfister M in sod. Karakterizacija reabsorpcije ledvične glukoze kot odgovor na dapagliflozin pri zdravih osebah in osebah s sladkorno boleznijo tipa 2. Nega sladkorne bolezni. 2013; 36 (10): 3169-3176.
3. Hediger MA, Rhoads DB. SGLT2 posreduje reapsorpcijo glukoze v ledvicah. Physiol Rev. 1994; 74: 993-1026.
4. Rahmoune H, Thompson PW, Ward JM, Smith CD, Hong G, Brown J. Transporterji glukoze v človeških ledvičnih proksimalnih cevastih celicah, izoliranih iz urina bolnikov s sladkorno boleznijo, ki ni odvisna od insulina. Sladkorna bolezen. 2005; 54 (12): 3427–3434.
5. Rieg T, Masuda T, Gerasimova M, Mayoux E, Platt K, Powell DR in sod. Povečanje transporta, posredovanega s SGLT1, pojasnjuje reabsorbcijo ledvične glukoze med genetsko in farmakološko inhibicijo SGLT2 pri evglikemiji. Am J Physiol Renalni fiziol. 2014; 306 (2): F188-193.
6. Vallon V, Gerasimova M, Rose MA, Masuda T, Satriano J, Mayoux E in sod. Empagliflozin zaviralec SGLT2 zmanjšuje rast ledvic in albuminurijo sorazmerno s hiperglikemijo ter preprečuje glomerulno hiperfiltracijo pri diabetičnih miših Akita. Am J Physiol Renalni fiziol. 2014; 306 (2): F194-204.
7. Wells RG, Mohandas TK, Hediger MA. Lokalizacija gena Na + / glukoze kotransporterja SGLT2 na človeški kromosom 16 blizu centromera. Genomika. 1993; 17 (3): 787–789.
8. Wright, EM. Renalni Na (+) - kotransporter glukoze. Am J Physiol Renalni fiziol. 2001; 280: F10-18.
9. Wright EM, Hirayama BA, Loo DF. Aktivni transport sladkorja v zdravju in bolezni. J Intern Med. 2007; 261: 32-43.