The SGLT2 , adalah protein yang dimiliki oleh keluarga SGLT pengangkut sodium / glukosa. Oleh itu, mereka melakukan pengangkutan aktif molekul glukosa terhadap kecerunan kepekatan. Pengangkutan mungkin dilakukan kerana tenaga diperoleh dari sodium cotransport (symport).
Dalam SGLT2, seperti dalam semua isoform milik keluarga SGLT, perubahan konformasi disebabkan oleh protein. Ini penting untuk mengalihkan gula ke bahagian lain membran. Ini mungkin berkat arus yang dihasilkan oleh natrium, selain fakta bahawa ia memberikan tenaga yang diperlukan untuk pengangkutan.
Pengangkut glukosa melakukan pengangkutan glukosa dan natrium terhadap kecerunan kepekatannya. Oleh NuFS, Universiti Negeri San Jose, diubah suai dari Wikimedia Commons.
Pengangkut ini, tidak seperti SGLT1 (protein pengangkutan sodium-glukosa), hanya mempunyai keupayaan untuk mengangkut glukosa. Walau bagaimanapun, kinetik pengangkutan agak serupa pada kedua-duanya.
SGLT2 dinyatakan terutamanya dalam sel-sel tubulus berbelit proksimal nefron ginjal dan fungsinya adalah menyerap semula glukosa yang terdapat di filtrat glomerular yang menghasilkan air kencing.
Pengangkutan glukosa pada tahap sel
Glukosa adalah gula utama di mana kebanyakan sel memperoleh tenaga untuk menjalankan pelbagai proses metabolik.
Oleh kerana ia adalah monosakarida yang besar dan sangat polar, ia tidak dapat melintasi membran sel dengan sendirinya. Itulah sebabnya untuk beralih ke sitosol ia memerlukan komponen membran yang disebut protein transporter.
Pengangkut glukosa yang telah dikaji dan dicirikan hingga kini melakukan pengangkutan metabolit ini dengan pelbagai mekanisme pengangkutan.
Protein transporter tersebut tergolong dalam dua keluarga: GLUT (pengangkut glukosa) dan SGLT (keluarga pengangkut natrium / glukosa). GLUT terlibat dalam mengangkut glukosa dengan difusi yang difasilitasi, sementara SGLT melakukan pengangkutan monosakarida dengan pengangkutan aktif.
Struktur SGLT2
Menurut analisis struktur utama protein dengan menggunakan perpustakaan DNA pelengkap (cDNA), pengangkut kedua-dua keluarga ini mempunyai struktur yang serupa.
Maksudnya, 12 domain transmembran dalam kes GLUT dan 14 domain transmembran dalam SGLT. Begitu juga, mereka semua mempunyai titik glikosilasi pada salah satu pemegang yang berorientasi pada sisi ekstraselular.
SGLT2 adalah protein integral yang dikodkan oleh gen SLC5A2 dan mempunyai 672 asid amino dengan struktur 14 α-heliks. Dengan kata lain, struktur sekundernya hampir sama dengan anggota keluarga SGLT yang lain.
Dari 14 heliks α yang membentuk struktur tiga dimensi pengangkut, lima daripadanya disusun secara spasial di tengahnya, dengan salah satu permukaan sisi setiap heliks yang diperkaya dalam domain hidrofobik yang disusun ke arah sisi luar yang bersentuhan dengan teras hidrofobik membran.
Sebaliknya, wajah dalaman yang kaya dengan residu hidrofilik dibuang ke dalam, membentuk liang hidrofilik yang melaluinya substrat.
Ciri SGLT2
SGLT2 adalah kapasiti tinggi, pengangkut pertalian rendah yang ekspresinya terhad pada tubulus berbelit proksimal buah pinggang, yang bertanggungjawab untuk penyerapan semula glukosa 90%.
Pengangkutan glukosa oleh SGLT2 dilakukan oleh mekanisme symport, yaitu, natrium dan glukosa diangkut dalam arah yang sama melintasi membran terhadap kecerunan kepekatan. Tenaga yang disimpan oleh kecerunan elektrokimia digunakan untuk melakukan pergerakan glukosa terhadap kecerunannya.
Penghambatan SGLT2 dikaitkan dengan penurunan kadar glukosa, dan dengan penurunan berat badan dan kalori kerana penghapusan glukosa dalam air kencing.
Ciri SGLT2
Fungsi transporter ini adalah penyerapan semula glukosa, ia juga berpartisipasi dalam penyerapan semula natrium dan air pada tahap ginjal.
Walau bagaimanapun, penemuan aquaporin 2 dan 6 di tubulus proksimal dan tubulus pengumpul menunjukkan bahawa penyelidikan menyeluruh harus dilakukan terhadap mekanisme yang terlibat dalam proses pengangkutan air dan zat terlarut di epitel tubulus ginjal.
Selain mengambil bahagian dalam penyerapan glukosa, GSLT2 turut serta dalam penyerapan air secara aktif oleh buah pinggang. Oleh Henry Vandyke Carter, (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0), dari Wikimedia Commons.
Fungsi ginjal dan SGLT2
Ginjal menapis kira-kira 180 liter cecair dan 160-180 gram glukosa. Glukosa yang disaring ini diserap semula pada tahap tubulus proksimal, yang bermaksud bahawa gula ini tidak ada dalam air kencing.
Walau bagaimanapun, proses ini dibatasi oleh ambang ginjal untuk glukosa. Telah dinyatakan bahawa had pengangkutan ini adalah yang membolehkan pemeliharaan suplemen glukosa yang diperlukan apabila kepekatan karbohidrat yang tersedia rendah.
Mekanisme ini dipengaruhi pada pesakit diabetes kerana perubahan fungsi berlaku pada nefron. Dalam patologi ini, peningkatan kepekatan glukosa menyebabkan ketepuan pengangkut, menyebabkan glukosuria, terutama pada awal penyakit.
Akibatnya, ginjal mengalami pengubahsuaian atau penyesuaian yang menyebabkan kegagalan fungsi, di antaranya adalah peningkatan kemampuan mengangkut glukosa.
Peningkatan kapasiti pengangkutan glukosa menghasilkan peningkatan penyerapan semula pada tahap tubulus ginjal dan yang terakhir adalah yang berkaitan dengan ekspresi berlebihan dalam jumlah dan aktiviti pengangkut SGLT2.
Secara selari, peningkatan penyerapan semula glukosa berlaku dengan peningkatan penyerapan semula NaCl. Peningkatan penyerapan semula glukosa, kerana fakta bahawa nefron berfungsi secara paksa, menghasilkan peningkatan ukuran dan keadaan keradangan yang menyebabkan perkembangan nefropati diabetes.
Rujukan
- Bakris GL, Fonseca V, Sharma K, Wright E. Pengangkutan natrium-glukosa ginjal: peranan dalam diabetes mellitus dan potensi implikasi klinikal. Kidney Int. 2009; 75: 1272-1277.
- DeFronzo RA, Hompesch M, Kasichayanula S, Liu X, Hong Y, Pfister M, et al. Pencirian penyerapan semula glukosa ginjal sebagai tindak balas terhadap dapagliflozin pada subjek dan subjek yang sihat dengan diabetes jenis 2. Penjagaan Diabetes. 2013; 36 (10): 3169-3176.
- Hediger MA, Rhoads DB. SGLT2 Menengah Penyerapan Glukosa di Ginjal. Physiol Rev. 1994; 74: 993-1026.
- Rahmoune H, Thompson PW, Ward JM, Smith CD, Hong G, Brown J. Glukosa dalam sel tubular proksimal ginjal manusia yang diasingkan dari air kencing pesakit dengan diabetes yang tidak bergantung kepada insulin. Diabetes. 2005; 54 (12): 3427-3434.
- Rieg T, Masuda T, Gerasimova M, Mayoux E, Platt K, Powell DR, et al. Peningkatan pengangkutan yang dimediasi SGLT1 menjelaskan penyerapan semula glukosa buah pinggang semasa penghambatan SGLT2 genetik dan farmakologi dalam euglisemia. Am J Physiol Renal Physiol. 2014; 306 (2): F188-193.
- Vallon V, Gerasimova M, Rose MA, Masuda T, Satriano J, Mayoux E, et al. Emplagliflozin perencat SGLT2 mengurangkan pertumbuhan buah pinggang dan albuminuria sebanding dengan hiperglikemia dan mencegah hiperfiltrasi glomerulus pada tikus Akita diabetes. Am J Physiol Renal Physiol. 2014; 306 (2): F194-204.
- Wells RG, Mohandas TK, Hediger MA. Penyetempatan gen Na + / glukosa cotransporter SGLT2 ke kromosom manusia 16 yang dekat dengan sentromere. Genomik. 1993; 17 (3): 787-789.
- Wright, EM. Renal Na (+) - pengangkut glukosa. Am J Physiol Renal Physiol. 2001; 280: F10-18.
- Wright EM, Hirayama BA, Loo DF. Pengangkutan gula aktif dalam kesihatan dan penyakit. J Intern Med. 2007; 261: 32-43.