SGLT2 (КОТРАНСПОРТЕР ГЛЮКОЗИ НАТРІЮ) - БІОЛОГІЯ - 2025

SGLT2 , представляють собою білки , що належать до сімейства SGLT переносники натрію / глюкози. Тому вони здійснюють активний транспорт молекули глюкози проти градієнта концентрації. Транспорт можливий, оскільки енергія отримується з котранспорту натрію (симпорту).

У SGLT2, як і у всіх ізоформах, що належать до сімейства SGLT, у білку індукується конформаційна зміна. Це важливо для переміщення цукру на іншу сторону мембрани. Це можливо завдяки струму, що генерується натрієм, крім того, що він забезпечує необхідну енергію для транспорту.

Транспортер глюкози здійснює транспорт глюкози та натрію проти його градієнта концентрації. Автор NuFS, Державний університет Сан-Хосе, модифікований Вікісховищем.

Цей транспортер, на відміну від SGLT1 (транспортні білки натрію-глюкози), має лише здатність транспортувати глюкозу. Однак транспортна кінетика досить схожа в обох.

SGLT2 експресується в основному в клітинах проксимальної згорнутої трубочки ниркового нефрону, її функція полягає в реабсорбції глюкози, виявленої в клубочковому фільтраті, який виробляє сечу.

Транспорт глюкози на клітинному рівні

Глюкоза - це основний цукор, завдяки якому більшість клітин отримують енергію для здійснення різних обмінних процесів.

Оскільки це великий і високополярний моносахарид, він сам по собі не може перетнути клітинну мембрану. Ось чому для переходу до цитозолу потрібні компоненти мембрани, які називаються білками-транспортерами.

Досліджувані та охарактеризовані транспортери глюкози здійснюють транспортування цього метаболіту різними транспортними механізмами.

Зазначені транспортерні білки належать до двох сімей: GLUTs (транспортери глюкози) та SGLT (сімейство ко-транспортерів натрію / глюкози). ГЛУТ беруть участь у транспортуванні глюкози шляхом полегшеної дифузії, тоді як СГЛТ здійснюють транспортування моносахаридів активним транспортом.

Структура SGLT2

За даними аналізу первинної структури білків за допомогою комплементарних бібліотек ДНК (кДНК) транспортери обох сімей мають подібну структуру.

Тобто 12 трансмембранних доменів у випадку GLUT та 14 трансмембранних доменів у SGLT. Так само всі вони мають точку глікозилювання на одній з ручок, орієнтованій на позаклітинну сторону.

SGLT2 - це інтегральний білок, кодований геном SLC5A2 і має 672 амінокислоти зі структурою 14 α-спіралей. Іншими словами, вторинна структура досить схожа на структуру інших членів родини SGLT.

З 14 α-спіралей, що складають тривимірну структуру транспортера, п'ять з них просторово розташовані в центрі, при цьому одна з бічних граней кожної спіралі збагачена гідрофобними областями, розташованими у напрямку до зовнішньої сторони гідрофобне ядро ​​мембрани.

На відміну від цього, внутрішня грань, багата гідрофільними залишками, розташована всередину, утворюючи гідрофільну пору, через яку проходять субстрати.

Особливості SGLT2

SGLT2 - транспортер високої ємності, низької спорідненості, експресія якого обмежена проксимальним звивистим канальцем нирки, який відповідає за 90% реабсорбцію глюкози.

Транспорт глюкози за допомогою SGLT2 здійснюється механізмом симпорту, тобто натрій та глюкоза транспортуються в одному напрямку через мембрану проти градієнта концентрації. Енергія, накопичена електрохімічним градієнтом, використовується для здійснення руху глюкози проти її градієнта.

Пригнічення SGLT2 пов'язане зі зниженням рівня глюкози та втратою ваги та калорій через виведення глюкози з сечею.

Особливості SGLT2

Функцією цього транспортера є реабсорбція глюкози, він також бере участь у реабсорбції натрію та води на рівні нирок.

Однак виявлення аквапоринів 2 та 6 у проксимальній канальці та збірних канальцях свідчить про необхідність комплексного дослідження механізмів, що беруть участь у процесах води та транспортування солюту в трубчастому епітелії нирки.

Крім участі в абсорбції глюкози, GSLT2 бере участь в активному поглинанні води ниркою. Генрі Вандіке Картер (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) від Wikimedia Commons.

Ниркова функція та SGLT2

Нирка фільтрує приблизно 180 літрів рідини та 160-180 грам глюкози. Ця відфільтрована глюкоза реабсорбується на рівні проксимальної канальця, а це означає, що цей цукор відсутній у сечі.

Однак цей процес обмежений нирковим порогом глюкози. Висловлено припущення, що ця транспортна межа - це те, що дозволяє підтримувати необхідну добавку глюкози, коли наявні концентрації вуглеводів низькі.

Цей механізм впливає на хворих на діабет, оскільки в нефроні відбуваються функціональні зміни. При цій патології підвищення концентрації глюкози викликає насичення транспортерів, викликаючи глюкозурію, особливо на початку захворювання.

В результаті нирка зазнає модифікацій або пристосувань, що призводять до збоїв у роботі, серед яких - підвищення здатності транспортувати глюкозу.

Збільшення ємності для транспорту глюкози призводить до збільшення реабсорбції на рівні ниркової канальці, і останнє пов'язане з надмірною експресією кількості та активності транспортерів SGLT2.

Паралельно збільшення реабсорбції глюкози відбувається зі збільшенням реабсорбції NaCl. Збільшення реабсорбції глюкози, пов'язане з тим, що нефрон працює вимушеним способом, призводить до збільшення розмірів та запального стану, що призводить до розвитку діабетичної нефропатії.

Список літератури

1. Bakris GL, Fonseca V, Sharma K, Wright E. Нирковий транспорт натрію-глюкози: роль при цукровому діабеті та потенційні клінічні наслідки. Ниркова інт. 2009; 75: 1272-1277.
2. DeFronzo RA, Hompesch M, Kasichayanula S, Лю X, Hong Y, Pfister M та ін. Характеристика реабсорбції ниркової глюкози у відповідь на дапагліфлозин у здорових суб'єктів та осіб із діабетом 2 типу. Догляд за діабетом. 2013 рік; 36 (10): 3169-3176.
3. Гедігер М.А., Дороги ДБ. SGLT2 опосередковує реабсорбцію глюкози в нирках. Physiol Rev. 1994; 74: 993-1026.
4. Rahmoune H, Thompson PW, Ward JM, CD Smith, Hong G, Brown J. Транспортери глюкози в проксимальних канальцевих клітинах нирок людини, виділених із сечею хворих на неінсулінозалежний діабет. Діабет. 2005 р .; 54 (12): 3427-3434.
5. Rieg T, Masuda T, Gerasimova M, Mayoux E, Platt K, Powell DR та ін. Збільшення транспорту, опосередкованого SGLT1, пояснює реабсорбцію ниркової глюкози під час генетичного та фармакологічного пригнічення SGLT2 при еуглікемії. Am J Physiol ниркова фізіол. 2014 рік; 306 (2): F188-193.
6. Валлон V, Герасимова М, Роза М.А., Масуда Т, Сатріано Дж., Маю Е та ін. Емпагліфлозин інгібітора SGLT2 зменшує ріст нирок та альбумінурії пропорційно гіперглікемії та запобігає гіперфільтрації клубочків у діабетичних мишей Акіта. Am J Physiol ниркова фізіол. 2014 рік; 306 (2): F194-204.
7. Wells RG, Mohandas TK, Hediger MA. Локалізація гена котранспортера Na + / глюкози SGLT2 до хромосоми 16 людини, близької до центромеру. Геноміка. 1993; 17 (3): 787-789.
8. Райт, ЕМ. Ниркова Na (+) - котранспортер глюкози. Am J Physiol ниркова фізіол. 2001 р .; 280: F10-18.
9. Райт ЕМ, Хіраяма Б.А., Loo DF. Активний транспорт цукру при здоров’ї та хворобах. J Intern Med. 2007; 261: 32-43.