SGLT2 (Kotransporter glukosa natrium)

SGLT2 (Kotransporter glukosa natrium)

SGLT2 , adalah protein milik keluarga transporter natrium / glukosa SGLT. Oleh karena itu, mereka melakukan transpor aktif molekul glukosa melawan gradien konsentrasi. Transpor dimungkinkan karena energi diperoleh dari kotranspor natrium (simport).

Dalam SGLT2, seperti dalam semua isoform milik keluarga SGLT, perubahan konformasi diinduksi dalam protein. Ini penting untuk mentranslokasi gula ke sisi lain membran. Ini dimungkinkan berkat arus yang dihasilkan oleh natrium, selain fakta bahwa ia menyediakan energi yang diperlukan untuk transportasi.

Pengangkut glukosa melakukan pengangkutan glukosa dan natrium melawan gradien konsentrasinya. Oleh NuFS, Universitas Negeri San Jose [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], dimodifikasi dari Wikimedia Commons.

Pengangkut ini, tidak seperti SGLT1 (protein pengangkut natrium-glukosa), hanya memiliki kemampuan untuk mengangkut glukosa. Namun, kinetika transportasi sangat mirip di keduanya.

SGLT2, diekspresikan terutama dalam sel-sel tubulus kontortus proksimal nefron ginjal dan fungsinya adalah untuk menyerap kembali glukosa yang ditemukan dalam filtrat glomerulus yang menghasilkan urin.

Indeks artikel

Transpor glukosa pada tingkat sel

Glukosa adalah gula utama yang melaluinya sebagian besar sel memperoleh energi untuk melakukan berbagai proses metabolisme.

Karena merupakan monosakarida dengan ukuran yang cukup besar dan sangat polar, ia tidak dapat dengan sendirinya melintasi membran sel. Itulah sebabnya untuk berpindah ke sitosol dibutuhkan komponen membran yang disebut protein transporter.

Pengangkut glukosa yang telah dipelajari dan dikarakterisasi sampai saat ini melakukan pengangkutan metabolit ini dengan berbagai mekanisme transpor.

Protein transporter tersebut termasuk dalam dua keluarga: GLUT (transporter glukosa) dan SGLT (keluarga co-transporter natrium / glukosa). GLUT terlibat dalam pengangkutan glukosa dengan difusi terfasilitasi, sementara SGLT melakukan transpor monosakarida dengan transpor aktif.

Struktur SGLT2

Menurut analisis struktur primer protein melalui perpustakaan DNA komplementer (cDNA), pengangkut dari kedua keluarga menyajikan struktur yang serupa.

Artinya, 12 domain transmembran dalam kasus GLUT dan 14 domain transmembran dalam SGLT. Demikian juga, mereka semua memiliki titik glikosilasi di salah satu pegangan yang menghadap ke sisi ekstraseluler.

SGLT2 adalah protein integral yang dikodekan oleh gen SLC5A2 dan memiliki 672 asam amino dengan struktur 14 -heliks. Artinya, struktur sekunder sangat mirip dengan anggota lain dari keluarga SGLT.

Dari 14 -heliks yang membentuk struktur tiga dimensi dari transporter, lima di antaranya diatur secara spasial di tengahnya, dengan salah satu permukaan lateral setiap heliks yang diperkaya dengan domain hidrofobik yang diatur ke arah sisi luar yang bersentuhan. dengan inti hidrofobik membran.

Sebaliknya, permukaan internal yang kaya akan residu hidrofilik dibuang ke dalam, membentuk pori hidrofilik yang dilalui substrat.

Fitur SGLT2

SGLT2 adalah transporter afinitas rendah berkapasitas tinggi yang ekspresinya terbatas pada tubulus kontortus proksimal ginjal, bertanggung jawab atas reabsorpsi glukosa 90%.

Transpor glukosa oleh SGLT2 dilakukan melalui mekanisme simporsi, yaitu natrium dan glukosa diangkut dalam arah yang sama melintasi membran melawan gradien konsentrasi. Energi yang disimpan oleh gradien elektrokimia digunakan untuk dapat melakukan pergerakan glukosa melawan gradiennya.

Penghambatan SGLT2 dikaitkan dengan penurunan kadar glukosa, dan dengan hilangnya berat badan dan kalori karena penghapusan glukosa dalam urin.

Fitur SGLT2

Fungsi transporter ini adalah reabsorpsi glukosa, juga berpartisipasi dalam reabsorpsi natrium dan air di tingkat ginjal.

Namun, penemuan aquaporin 2 dan 6 di tubulus proksimal dan tubulus pengumpul menunjukkan bahwa penelitian ekstensif harus dilakukan pada mekanisme yang terlibat dalam proses transportasi air dan zat terlarut di epitel tubulus ginjal.

Selain berpartisipasi dalam penyerapan glukosa, GSLT2 berpartisipasi dalam penyerapan air secara aktif oleh ginjal. Oleh Henry Vandyke Carter, [Domain publik] (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0), dari Wikimedia Commons.

Fungsi ginjal dan SGLT2

Ginjal menyaring sekitar 180 liter cairan dan 160-180 gram glukosa. Glukosa yang disaring ini diserap kembali pada tingkat tubulus proksimal, yang berarti bahwa gula ini tidak ada dalam urin.

Namun, proses ini dibatasi oleh ambang ginjal untuk glukosa. Telah disarankan bahwa batas transportasi inilah yang memungkinkan suplemen glukosa yang diperlukan untuk diawetkan ketika konsentrasi karbohidrat yang tersedia rendah.

Mekanisme ini dipengaruhi pada pasien diabetes karena mereka menyajikan perubahan fungsional pada tingkat nefron. Pada patologi ini, peningkatan konsentrasi glukosa menyebabkan kejenuhan transporter, menyebabkan glikosuria, terutama pada awal penyakit.

Akibatnya, ginjal mengalami modifikasi atau adaptasi yang mengarah pada malfungsi, di antaranya adalah peningkatan kemampuan mengangkut glukosa.

Peningkatan kapasitas transpor glukosa menghasilkan peningkatan reabsorpsi pada tingkat tubulus ginjal dan yang terakhir ini terkait dengan ekspresi berlebih dalam jumlah dan aktivitas pengangkut SGLT2.

Secara paralel, peningkatan reabsorpsi glukosa terjadi dengan peningkatan reabsorpsi NaCl. Peningkatan reabsorpsi glukosa, karena fakta bahwa nefron bekerja secara paksa, menghasilkan peningkatan ukuran dan keadaan inflamasi yang mengarah pada perkembangan nefropati diabetik.

Referensi

  1. Bakris GL, Fonseca V, Sharma K, Wright E. Transportasi natrium-glukosa ginjal: peran dalam diabetes mellitus dan implikasi klinis potensial. Ginjal Internasional 2009; 75: 1272-1277.
  2. DeFronzo RA, Hompesch M, Kasichayanula S, Liu X, Hong Y, Pfister M, dkk. Karakterisasi reabsorpsi glukosa ginjal sebagai respons terhadap dapagliflozin pada subjek sehat dan subjek dengan diabetes tipe 2. Perawatan Diabetes. 2013; 36 (10): 3169-3176.
  3. Hediger MA, Rhoads DB. SGLT2 Memediasi Reabsorpsi Glukosa di Ginjal. Physiol Rev. 1994; 74: 993-1026.
  4. Rahmoune H, Thompson PW, Ward JM, Smith CD, Hong G, Brown J. Pengangkut glukosa dalam sel tubulus proksimal ginjal manusia yang diisolasi dari urin pasien dengan diabetes yang tidak bergantung pada insulin. Diabetes. 2005; 54 (12): 3427-3434.
  5. Rieg T, Masuda T, Gerasimova M, Mayoux E, Platt K, Powell DR, dkk. Peningkatan transportasi yang dimediasi SGLT1 menjelaskan reabsorpsi glukosa ginjal selama penghambatan SGLT2 genetik dan farmakologis pada euglikemia. Am J Fisiol Ginjal Fisiol. 2014; 306 (2): F188-193.
  6. Vallon V, Gerasimova M, Rose MA, Masuda T, Satriano J, Mayoux E, dkk. SGLT2 inhibitor empagliflozin mengurangi pertumbuhan ginjal dan albuminuria sebanding dengan hiperglikemia dan mencegah hiperfiltrasi glomerulus pada tikus Akita diabetes. Am J Fisiol Ginjal Fisiol. 2014; 306 (2): F194-204.
  7. Wells RG, Mohandas TK, Hediger MA. Lokalisasi gen Na+/glucose cotransporter SGLT2 ke kromosom manusia 16 dekat dengan sentromer. genomik. 1993; 17 (3): 787-789.
  8. Benar, EM. Ginjal Na (+) – kotransporter glukosa. Am J Fisiol Ginjal Fisiol. 2001; 280: F10-18.
  9. Wright EM, Hirayama BA, Loo DF. Transportasi gula aktif dalam kesehatan dan penyakit. J Intern Med.2007; 261: 32-43.