- Vận chuyển glucose ở cấp độ tế bào
- Cấu trúc của SGLT2
- Các tính năng của SGLT2
- Các tính năng của SGLT2
- Chức năng thận và SGLT2
- Người giới thiệu
Các SGLT2 , là các protein thuộc gia đình của SGLT vận chuyển natri / glucose. Do đó, chúng thực hiện sự vận chuyển tích cực của phân tử glucose đối với một gradient nồng độ. Có thể vận chuyển vì năng lượng được lấy từ natri cotransport (giao hưởng).
Trong SGLT2, cũng như trong tất cả các đồng dạng thuộc họ SGLT, sự thay đổi cấu trúc được tạo ra trong protein. Điều này là cần thiết để chuyển đường sang phía bên kia của màng. Điều này có được là nhờ vào dòng điện tạo ra bởi natri, ngoài ra nó còn cung cấp năng lượng cần thiết cho quá trình vận chuyển.
Chất vận chuyển glucose thực hiện việc vận chuyển glucose và natri theo gradien nồng độ của nó. Bởi NuFS, Đại học Bang San Jose, sửa đổi của Wikimedia Commons.
Chất vận chuyển này, không giống như SGLT1 (protein vận chuyển natri-glucose), chỉ có khả năng vận chuyển glucose. Tuy nhiên, động học vận chuyển khá giống nhau ở cả hai.
SGLT2 được biểu hiện chủ yếu trong các tế bào của ống lượn gần của thận nephron và chức năng của nó là tái hấp thu glucose có trong dịch lọc cầu thận tạo ra nước tiểu.
Vận chuyển glucose ở cấp độ tế bào
Glucose là đường chính mà qua đó hầu hết các tế bào thu được năng lượng để thực hiện các quá trình trao đổi chất khác nhau.
Bởi vì nó là một monosaccharide lớn và phân cực cao, nó không thể tự đi qua màng tế bào. Đó là lý do tại sao để di chuyển đến tế bào, nó cần các thành phần màng gọi là protein vận chuyển.
Các chất vận chuyển glucose đã được nghiên cứu và đặc trưng cho đến nay thực hiện việc vận chuyển chất chuyển hóa này bằng nhiều cơ chế vận chuyển khác nhau.
Các protein vận chuyển đã nói thuộc về hai họ: GLUT (chất vận chuyển glucose) và SGLT (họ đồng vận chuyển natri / glucose). GLUT tham gia vận chuyển glucose bằng cách khuếch tán thuận lợi, trong khi SGLT thực hiện vận chuyển monosaccharide bằng vận chuyển tích cực.
Cấu trúc của SGLT2
Theo phân tích cấu trúc cơ bản của protein bằng thư viện DNA bổ sung (cDNA), các chất vận chuyển của cả hai họ đều có cấu trúc tương tự nhau.
Đó là, 12 miền xuyên màng trong trường hợp GLUT và 14 miền xuyên màng trong SGLTs. Tương tự như vậy, tất cả chúng đều có một điểm glycosyl hóa trên một trong những tay cầm hướng về phía ngoại bào.
SGLT2 là một protein không tách rời được mã hóa bởi gen SLC5A2 và có 672 axit amin với cấu trúc gồm 14 vòng xoắn α. Nói cách khác, cấu trúc thứ cấp khá giống với cấu trúc của các thành viên khác trong gia đình SGLT.
Trong số 14 xoắn α tạo nên cấu trúc ba chiều của chất vận chuyển, năm trong số chúng được sắp xếp theo không gian ở trung tâm của nó, với một trong các mặt bên của mỗi xoắn được làm giàu trong các miền kỵ nước được sắp xếp về phía bên ngoài tiếp xúc với lõi kỵ nước của màng.
Ngược lại, mặt bên trong chứa nhiều cặn ưa nước được thải vào bên trong, tạo thành lỗ xốp ưa nước mà các chất nền đi qua.
Các tính năng của SGLT2
SGLT2 là một chất vận chuyển có ái lực thấp, dung lượng cao mà sự biểu hiện chỉ giới hạn ở ống lượn gần của thận, chịu trách nhiệm cho sự tái hấp thu 90% glucose.
Sự vận chuyển glucose của SGLT2 được thực hiện theo cơ chế giao cảm, tức là natri và glucose được vận chuyển theo cùng một hướng qua màng so với gradient nồng độ. Năng lượng được lưu trữ bởi gradient điện hóa được sử dụng để thực hiện chuyển động của glucose so với gradien của nó.
Sự ức chế của SGLT2 có liên quan đến việc giảm lượng glucose, giảm cân và calo do loại bỏ glucose trong nước tiểu.
Các tính năng của SGLT2
Chức năng của chất vận chuyển này là tái hấp thu glucose, nó cũng tham gia vào quá trình tái hấp thu natri và nước ở thận.
Tuy nhiên, việc phát hiện ra aquaporin 2 và 6 trong ống lượn gần và ống góp chỉ ra rằng cần phải thực hiện một cuộc điều tra toàn diện về các cơ chế liên quan đến quá trình vận chuyển nước và chất tan trong biểu mô ống của thận.
Ngoài việc tham gia vào quá trình hấp thu glucose, GSLT2 tham gia vào quá trình hấp thu nước tích cực của thận. Bởi Henry Vandyke Carter, (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0), từ Wikimedia Commons.
Chức năng thận và SGLT2
Thận lọc khoảng 180 lít chất lỏng và 160-180 gam glucose. Glucose đã lọc này được tái hấp thu ở mức độ của ống lượn gần, có nghĩa là lượng đường này không có trong nước tiểu.
Tuy nhiên, quá trình này bị hạn chế bởi ngưỡng glucose của thận. Có ý kiến cho rằng giới hạn vận chuyển này là thứ cho phép duy trì lượng đường bổ sung cần thiết khi nồng độ carbohydrate thấp.
Cơ chế này bị ảnh hưởng ở những bệnh nhân đái tháo đường vì sự thay đổi chức năng xảy ra ở nephron. Trong bệnh lý này, nồng độ glucose tăng lên gây bão hòa các chất vận chuyển, gây ra glucos niệu, nhất là ở giai đoạn đầu của bệnh.
Kết quả là, thận trải qua những thay đổi hoặc thích nghi dẫn đến hoạt động sai chức năng, trong đó là sự gia tăng khả năng vận chuyển glucose.
Sự gia tăng khả năng vận chuyển glucose tạo ra sự gia tăng tái hấp thu ở mức độ của ống thận và điều này liên quan đến sự biểu hiện quá mức về số lượng và hoạt động của các chất vận chuyển SGLT2.
Song song, sự gia tăng tái hấp thu glucose xảy ra với sự gia tăng tái hấp thu NaCl. Sự gia tăng tái hấp thu glucose, do thực tế là nephron hoạt động một cách cưỡng bức, tạo ra sự gia tăng kích thước và trạng thái viêm dẫn đến sự phát triển của bệnh thận do đái tháo đường.
Người giới thiệu
- Bakris GL, Fonseca V, Sharma K, Wright E. Vận chuyển natri-glucose qua thận: vai trò trong bệnh đái tháo đường và các ý nghĩa lâm sàng tiềm ẩn. Thận Int. 2009; 75: 1272-1277.
- DeFronzo RA, Hompesch M, Kasichayanula S, Liu X, Hong Y, Pfister M, et al. Đặc điểm của sự tái hấp thu glucose ở thận để đáp ứng với dapagliflozin ở những người khỏe mạnh và những người mắc bệnh tiểu đường loại 2. Chăm sóc bệnh tiểu đường. Năm 2013; 36 (10): 3169-3176.
- Hediger MA, Rhoads DB. SGLT2 làm trung gian cho quá trình tái hấp thu glucose ở thận. Physiol Rev. 1994; 74: 993-1026.
- Rahmoune H, Thompson PW, Ward JM, Smith CD, Hong G, Brown J. Chất vận chuyển glucose trong tế bào ống thận gần của người được phân lập từ nước tiểu của bệnh nhân tiểu đường không phụ thuộc insulin. Bệnh tiểu đường. Năm 2005; 54 (12): 3427-3434.
- Rieg T, Masuda T, Gerasimova M, Mayoux E, Platt K, Powell DR, et al. Sự gia tăng vận chuyển qua trung gian SGLT1 giải thích sự tái hấp thu glucose ở thận trong quá trình ức chế SGLT2 di truyền và dược lý trong euglycemia. Am J Physiol Renal Physiol. 2014; 306 (2): F188-193.
- Vallon V, Gerasimova M, Rose MA, Masuda T, Satriano J, Mayoux E, et al. Thuốc ức chế SGLT2 empagliflozin làm giảm sự phát triển của thận và albumin niệu tương ứng với tăng đường huyết và ngăn ngừa tăng lọc cầu thận ở chuột Akita bị tiểu đường. Am J Physiol Renal Physiol. 2014; 306 (2): F194-204.
- Wells RG, Mohandas TK, Hediger MA. Bản địa hóa của gen đồng vận chuyển Na + / glucose SGLT2 đến nhiễm sắc thể số 16 của người gần tâm động. Hệ gen. Năm 1993; 17 (3): 787-789.
- Được rồi, EM. Thận Na (+) - chất đồng vận chuyển glucose. Am J Physiol Renal Physiol. Năm 2001; Chương 280: F10-18.
- Được rồi EM, Hirayama BA, Loo DF. Vận chuyển đường tích cực trong sức khỏe và bệnh tật. J Intern Med.2007; 261: 32-43.