SGLT2 (NĀTRIJA GLIKOZES KOTRANSPORTIERIS) - BIOLOĢIJA - 2025

SGLT2 , ir olbaltumvielas, kas pieder pie saimes vedēji nātrija / glikozes SGLT. Tāpēc viņi veic glikozes molekulas aktīvo transportēšanu pret koncentrācijas gradientu. Pārvadāšana ir iespējama, jo enerģiju iegūst no nātrija kotransporta (symport).

SGLT2, tāpat kā visās izoformās, kas pieder pie SGLT saimes, olbaltumvielās tiek izraisītas konformācijas izmaiņas. Tas ir svarīgi, lai pārvietotu cukuru uz otru membrānas pusi. Tas ir iespējams, pateicoties nātrija ģenerētajai strāvai, papildus tam, ka tas nodrošina transportam nepieciešamo enerģiju.

Glikozes transportētājs veic glikozes un nātrija transportēšanu pret tā koncentrācijas gradientu. Autors NuFS, Sanhosē štata universitāte, modificēts Wikimedia Commons.

Šim transportētājam, atšķirībā no SGLT1 (nātrija-glikozes transporta olbaltumvielām), ir tikai spēja transportēt glikozi. Tomēr transporta kinētika abās ir diezgan līdzīga.

SGLT2 tiek ekspresēts galvenokārt nieru nefrona proksimālā izliektā kanāliņa šūnās, un tā funkcija ir reabsorbēt glikozi, kas atrodama glomerulārā filtrātā, kas ražo urīnu.

Glikozes transportēšana šūnu līmenī

Glikoze ir galvenais cukurs, caur kuru lielākā daļa šūnu iegūst enerģiju dažādu metabolisma procesu veikšanai.

Tā kā tas ir liels un ļoti polārs monosaharīds, tas pats par sevi nevar šķērsot šūnu membrānu. Tieši tāpēc, lai pārietu uz citosolu, tai nepieciešami membrānas komponenti, kurus sauc par transportēšanas proteīniem.

Līdz šim pētītie un raksturotie glikozes transportētāji veic šī metabolīta pārvadāšanu ar dažādiem transporta mehānismiem.

Minētie transportētāja proteīni pieder divām ģimenēm: GLUT (glikozes transportētāji) un SGLT (nātrija / glikozes līdztransportieru saime). GLUT ir iesaistīti glikozes transportēšanā, atvieglojot difūziju, savukārt SGLT veic monosaharīdu transportēšanu ar aktīvu transportu.

SGLT2 struktūra

Saskaņā ar olbaltumvielu primārās struktūras analīzi, izmantojot papildinošās DNS bibliotēkas (cDNS), abu ģimeņu pārvadātājiem ir līdzīga struktūra.

Tas ir, 12 transmembranālie domēni GLUT gadījumā un 14 transmembranālie domēni SGLT. Tāpat visiem tiem ir glikozilācijas punkts vienā no rokturiem, kas vērsti uz ārpusšūnu pusi.

SGLT2 ir neatņemama olbaltumviela, ko kodē gēns SLC5A2, un tajā ir 672 aminoskābes ar 14 α-helicu struktūru. Citiem vārdiem sakot, sekundārā struktūra ir diezgan līdzīga pārējo SGLT ģimenes locekļu struktūrai.

No 14 α-helikiem, kas veido transportētāja trīsdimensiju struktūru, pieci no tiem ir telpiski izvietoti tā centrā, un katras spirāles viena sānu virsma ir bagātināta ar hidrofobiem domēniem, kas ir izvietoti uz ārējo pusi, saskarē ar membrānas hidrofobā kodols.

Turpretī iekšējā virsma, kas bagāta ar hidrofiliem atlikumiem, ir novietota uz iekšu, veidojot hidrofīlas poras, caur kurām substrāti iziet.

SGLT2 funkcijas

SGLT2 ir augstas ietilpības, zemas afinitātes transportētājs, kura ekspresija ir ierobežota ar nieru proksimālo spirālveida kanāliņu, un tas ir atbildīgs par 90% glikozes reabsorbciju.

Glikozes transportēšanu ar SGLT2 veic ar simeportu, tas ir, nātrijs un glikoze tiek transportēti vienā virzienā pa membrānu pret koncentrācijas gradientu. Elektroķīmiskā gradienta uzkrātā enerģija tiek izmantota, lai veiktu glikozes kustību pret tā gradientu.

SGLT2 nomākums ir saistīts ar glikozes līmeņa pazemināšanos, kā arī svara un kaloriju samazināšanos, kas rodas glikozes eliminācijas dēļ urīnā.

SGLT2 funkcijas

Šī transportētāja funkcija ir glikozes reabsorbcija, tas arī piedalās nātrija un ūdens reabsorbcijā nieru līmenī.

Tomēr 2. un 6. akvaporīna atrašana proksimālajā kanāliņā un kanālu savākšana norāda, ka ir jāveic visaptveroša izpēte par mehānismiem, kas iesaistīti ūdenī, un izšķīdušajiem transporta procesiem nieru cauruļveida epitēlijā.

Papildus dalībai glikozes absorbcijā, GSLT2 piedalās arī aktīvā ūdens absorbcijā caur nierēm. Autors: Henrijs Vandyke Carter (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) no Wikimedia Commons.

Nieru darbība un SGLT2

Nieres filtrē aptuveni 180 litrus šķidruma un 160–180 gramus glikozes. Šī filtrētā glikoze tiek absorbēta proksimālās kanāliņu līmenī, kas nozīmē, ka šī cukura urīnā nav.

Tomēr šo procesu ierobežo glikozes līmenis caur nierēm. Ir ierosināts, ka šī transporta robeža ļauj uzturēt nepieciešamo glikozes piedevu, ja pieejamās ogļhidrātu koncentrācijas ir zemas.

Šis mehānisms tiek ietekmēts diabēta pacientiem, jo ​​nefronā rodas funkcionālas izmaiņas. Šajā patoloģijā glikozes koncentrācijas palielināšanās izraisa pārvadātāju piesātinājumu, izraisot glikozūriju, it īpaši slimības sākumā.

Tā rezultātā nierēs tiek veiktas modifikācijas vai pielāgojumi, kas noved pie darbības traucējumiem, starp kuriem ir palielināta spēja transportēt glikozi.

Palielinoties glikozes transportēšanas spējai, palielinās reabsorbcija nieru kanāliņu līmenī, un tieši tas ir saistīts ar SGLT2 transportētāju skaita un aktivitātes pārmērīgu ekspresiju.

Paralēli glikozes reabsorbcijas palielināšanās notiek ar NaCl reabsorbcijas palielināšanos. Glikozes reabsorbcijas palielināšanās sakarā ar to, ka nefrons darbojas piespiedu veidā, rada palielinājumu un iekaisuma stāvokli, kas noved pie diabētiskās nefropātijas attīstības.

Atsauces

1. Bakris GL, Fonseca V, Sharma K, Wright E. Nieru nātrija-glikozes transports: loma cukura diabēta ārstēšanā un iespējamā klīniskā ietekme. Nieru Int., 2009. gads; 75: 1272-1277.
2. DeFronzo RA, Hompesch M, Kasichayanula S, Liu X, Hong Y, Pfister M, et al. Nieru glikozes reabsorbcijas raksturojums veseliem cilvēkiem un pacientiem ar 2. tipa cukura diabētu, reaģējot uz dapagliflozīnu. Cukura diabēta aprūpe. 2013; 36 (10): 3169-3176.
3. Hedigers MA, Rhoads DB. SGLT2 mediē glikozes reabsorbciju nierēs. Physiol Rev. 1994; 74: 993-1026.
4. Rahmoune H, Thompson PW, Ward JM, Smith CD, Hong G, Brown J. Glikozes nesēji cilvēka nieru proksimālajās tubulārajās šūnās, kas izolētas no urīna pacientiem ar insulīnneatkarīgu diabētu. Cukura diabēts. 2005. gads; 54 (12): 3427-3434.
5. Rieg T, Masuda T, Gerasimova M, Mayoux E, Platt K, Powell DR, et al. SGLT1 mediētā transporta palielināšanās izskaidro nieru glikozes reabsorbciju ģenētiskās un farmakoloģiskās SGLT2 inhibīcijas laikā euglikēmijas gadījumā. Am J Physiol nieru fiziols. 2014. gads; 306 (2): F188-193.
6. Vallon V, Gerasimova M, Rose MA, Masuda T, Satriano J, Mayoux E, et al. SGLT2 inhibitora empagliflozīns samazina nieru augšanu un albumīnūriju proporcionāli hiperglikēmijai un novērš glomerulārās hiperfiltrāciju diabēta slimnieku Akita pelēm. Am J Physiol nieru fiziols. 2014. gads; 306 (2): F194-204.
7. Wells RG, Mohandas TK, Hediger MA. Na + / glikozes kotransportiera gēna SGLT2 lokalizācija cilvēka 16. hromosomā tuvu centomēram. Genomika. 1993. gads; 17 (3): 787-789.
8. Wright, EM. Nieru Na (+) - glikozes kotransportieris. Am J Physiol nieru fiziols. 2001; 280: F10-18.
9. Wright EM, Hirayama BA, Loo DF. Aktīvā cukura transportēšana veselības un slimību gadījumos. J Intern med., 2007; 261: 32-43.