SGLT2 (КОТРАНСПОРТЕР ГЛЮКОЗЫ НАТРИЯ) - БИОЛОГИЯ - 2025

SGLT2 , представляют собой белки , принадлежащие к семейству SGLT переносчики натрия / глюкозы. Следовательно, они осуществляют активный транспорт молекулы глюкозы против градиента концентрации. Транспортировка возможна, потому что энергия получается за счет котранспорта натрия (симпорта).

В SGLT2, как и во всех изоформах, принадлежащих к семейству SGLT, в белке индуцируется конформационное изменение. Это важно для перемещения сахара на другую сторону мембраны. Это возможно благодаря току, генерируемому натрием, в дополнение к тому факту, что он обеспечивает необходимую энергию для транспорта.

Транспортер глюкозы осуществляет транспорт глюкозы и натрия против градиента их концентрации. Создано NuFS, Государственный университет Сан-Хосе, модифицировано на сайте Wikimedia Commons.

Этот транспортер, в отличие от SGLT1 (натрий-глюкозные транспортные белки), обладает способностью транспортировать только глюкозу. Однако кинетика переноса в обоих случаях очень похожа.

SGLT2 экспрессируется в основном в клетках проксимального извитого канальца нефрона почек, и его функция заключается в реабсорбции глюкозы, содержащейся в клубочковом фильтрате, который производит мочу.

Транспорт глюкозы на клеточном уровне

Глюкоза - это основной сахар, с помощью которого большинство клеток получает энергию для осуществления различных метаболических процессов.

Поскольку это большой и высокополярный моносахарид, он сам по себе не может проникать через клеточную мембрану. Вот почему для перехода в цитозоль необходимы компоненты мембраны, называемые белками-переносчиками.

Транспортеры глюкозы, которые были изучены и охарактеризованы на сегодняшний день, осуществляют транспорт этого метаболита с помощью различных транспортных механизмов.

Указанные белки-переносчики принадлежат к двум семействам: GLUT (переносчики глюкозы) и SGLT (семейство ко-переносчиков натрия / глюкозы). GLUT участвуют в транспортировке глюкозы путем облегченной диффузии, тогда как SGLT осуществляют транспорт моносахаридов путем активного транспорта.

Структура SGLT2

Согласно анализу первичной структуры белков с помощью библиотек комплементарных ДНК (кДНК), транспортеры обоих семейств имеют схожую структуру.

То есть 12 трансмембранных доменов в случае GLUT и 14 трансмембранных доменов в SGLT. Точно так же все они имеют точку гликозилирования на одной из рукояток, ориентированную на внеклеточную сторону.

SGLT2 представляет собой интегральный белок, кодируемый геном SLC5A2, и содержит 672 аминокислоты со структурой 14 α-спиралей. Другими словами, вторичная структура очень похожа на структуру других членов семейства SGLT.

Из 14 α-спиралей, составляющих трехмерную структуру транспортера, пять из них пространственно расположены в его центре, причем одна из боковых сторон каждой спирали, обогащенная гидрофобными доменами, расположена по направлению к внешней стороне и контактирует с ней. гидрофобное ядро ​​мембраны.

Напротив, внутренняя поверхность, богатая гидрофильными остатками, расположена внутрь, образуя гидрофильные поры, через которые проходят субстраты.

SGLT2 Особенности

SGLT2 - это высокопроизводительный транспортер с низким сродством, экспрессия которого ограничена проксимальным извитым канальцем почки и отвечает за 90% реабсорбции глюкозы.

Транспорт глюкозы с помощью SGLT2 осуществляется по механизму симпорта, то есть натрий и глюкоза транспортируются в одном и том же направлении через мембрану против градиента концентрации. Энергия, запасенная электрохимическим градиентом, используется для движения глюкозы против ее градиента.

Подавление SGLT2 связано со снижением уровня глюкозы, а также с потерей веса и калорий из-за выведения глюкозы с мочой.

SGLT2 Особенности

Функция этого переносчика - реабсорбция глюкозы, он также участвует в реабсорбции натрия и воды на уровне почек.

Однако открытие аквапоринов 2 и 6 в проксимальных канальцах и собирающих канальцах указывает на то, что необходимо провести всестороннее исследование механизмов, участвующих в процессах транспорта воды и растворенных веществ в канальцевом эпителии почек.

Помимо участия в абсорбции глюкозы, GSLT2 участвует в активном абсорбции воды почками. Генри Вандайк Картер, (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0), из Wikimedia Commons.

Почечная функция и SGLT2

Почки фильтруют примерно 180 литров жидкости и 160-180 граммов глюкозы. Эта отфильтрованная глюкоза реабсорбируется на уровне проксимальных канальцев, что означает, что этот сахар отсутствует в моче.

Однако этот процесс ограничен почечным порогом глюкозы. Было высказано предположение, что этот транспортный предел - это то, что позволяет поддерживать необходимую добавку глюкозы, когда доступные концентрации углеводов низкие.

У пациентов с диабетом этот механизм нарушается, поскольку в нефроне происходят функциональные изменения. При этой патологии повышение концентрации глюкозы вызывает насыщение транспортеров, вызывая глюкозурию, особенно в начале заболевания.

В результате почка претерпевает модификации или адаптации, которые приводят к нарушению функции, среди которых выделяется увеличение способности транспортировать глюкозу.

Увеличение способности к транспорту глюкозы вызывает увеличение реабсорбции на уровне почечных канальцев, и последнее связано с избыточной экспрессией количества и активности переносчиков SGLT2.

Параллельно с увеличением реабсорбции NaCl происходит увеличение реабсорбции глюкозы. Увеличение реабсорбции глюкозы из-за того, что нефрон работает в форсированном режиме, вызывает увеличение в размерах и воспалительное состояние, которое приводит к развитию диабетической нефропатии.

Ссылки

1. Бакрис Г.Л., Фонсека В., Шарма К., Райт Э. Почечный транспорт натрия и глюкозы: роль в сахарном диабете и потенциальные клинические последствия. Kidney Int.2009; 75: 1272-1277.
2. ДеФронцо Р.А., Хомпеш М., Касичаянула С., Лю Х, Хонг Й., Пфистер М. и др. Характеристика реабсорбции глюкозы почками в ответ на дапаглифлозин у здоровых субъектов и субъектов с диабетом 2 типа. Уход за диабетом. 2013; 36 (10): 3169-3176.
3. Хедигер MA, Rhoads DB. SGLT2 опосредует реабсорбцию глюкозы в почках. Physiol Rev.1994; 74: 993-1026.
4. Rahmoune H, Thompson PW, Ward JM, Smith CD, Hong G, Brown J. Транспортеры глюкозы в клетках проксимальных канальцев почек человека, выделенных из мочи пациентов с инсулиннезависимым диабетом. Сахарный диабет. 2005; 54 (12): 3427-3434.
5. Риг Т., Масуда Т., Герасимова М., Маю Э., Платт К., Пауэлл Д. Р. и др. Увеличение SGLT1-опосредованного транспорта объясняет реабсорбцию глюкозы почками во время генетического и фармакологического ингибирования SGLT2 при эугликемии. Am J Physiol Renal Physiol. 2014; 306 (2): F188-193.
6. Валлон В., Герасимова М., Роуз М.А., Масуда Т., Сатриано Дж., Маю Э. и др. Ингибитор SGLT2 эмпаглифлозин снижает рост почек и альбуминурию пропорционально гипергликемии и предотвращает гиперфильтрацию клубочков у мышей Akita с диабетом. Am J Physiol Renal Physiol. 2014; 306 (2): F194-204.
7. Уэллс Р.Г., Мохандас Т.К., Хедигер М.А. Локализация гена котранспортера Na + / глюкозы SGLT2 на хромосоме 16 человека близко к центромере. Геномика. 1993; 17 (3): 787-789.
8. Райт, ЭМ. Почечный Na (+) - котранспортер глюкозы. Am J Physiol Renal Physiol. 2001; 280: F10-18.
9. Райт Э.М., Хираяма Б.А., Лоо Д.Ф. Активный транспорт сахара для здоровья и болезней. J Intern Med.2007; 261: 32-43.