SGLT2 (COTRASPORTATORE DEL GLUCOSIO DI SODIO) - BIOLOGIA - 2025

Le SGLT2 , sono proteine ​​appartenenti alla famiglia dei trasportatori sodio / glucosio SGLT. Pertanto, eseguono il trasporto attivo della molecola di glucosio contro un gradiente di concentrazione. Il trasporto è possibile perché l'energia è ottenuta dal sodio cotransport (symport).

In SGLT2, come in tutte le isoforme appartenenti alla famiglia SGLT, viene indotto un cambiamento conformazionale nella proteina. Questo è essenziale per traslocare lo zucchero sull'altro lato della membrana. Questo è possibile grazie alla corrente generata dal sodio, oltre al fatto che fornisce l'energia necessaria per il trasporto.

Il trasportatore del glucosio effettua il trasporto di glucosio e sodio contro il suo gradiente di concentrazione. Di NuFS, San Jose State University, modificato da Wikimedia Commons.

Questo trasportatore, a differenza delle SGLT1 (proteine ​​di trasporto del sodio-glucosio), ha solo la capacità di trasportare il glucosio. Tuttavia, la cinetica di trasporto è abbastanza simile in entrambi.

SGLT2 si esprime principalmente nelle cellule del tubulo contorto prossimale del nefrone renale e la sua funzione è quella di riassorbire il glucosio presente nel filtrato glomerulare che produce l'urina.

Trasporto del glucosio a livello cellulare

Il glucosio è il principale zucchero attraverso il quale la maggior parte delle cellule ottiene energia per svolgere vari processi metabolici.

Poiché è un monosaccaride grande e altamente polare, non può da solo attraversare la membrana cellulare. Ecco perché per passare al citosol sono necessari componenti di membrana chiamati proteine ​​trasportatrici.

I trasportatori del glucosio ad oggi studiati e caratterizzati effettuano il trasporto di questo metabolita mediante vari meccanismi di trasporto.

Dette proteine ​​trasportatrici appartengono a due famiglie: GLUT (trasportatori del glucosio) e SGLT (famiglia dei co-trasportatori sodio / glucosio). I GLUT sono coinvolti nel trasporto del glucosio mediante diffusione facilitata, mentre gli SGLT effettuano il trasporto dei monosaccaridi mediante trasporto attivo.

Struttura di SGLT2

Secondo l'analisi della struttura primaria delle proteine ​​mediante librerie di DNA complementari (cDNA), i trasportatori di entrambe le famiglie presentano una struttura simile.

Cioè, 12 domini transmembrana nel caso di GLUT e 14 domini transmembrana negli SGLT. Allo stesso modo, hanno tutti un punto di glicosilazione su una delle maniglie orientate verso il lato extracellulare.

SGLT2 è una proteina integrale codificata dal gene SLC5A2 e ha 672 aminoacidi con una struttura di 14 α-eliche. In altre parole, la struttura secondaria è abbastanza simile a quella degli altri membri della famiglia SGLT.

Delle 14 eliche α che compongono la struttura tridimensionale del trasportatore, cinque di esse sono disposte spazialmente al centro di essa, con una delle facce laterali di ciascuna elica arricchita di domini idrofobici disposti verso il lato esterno a contatto con il nucleo idrofobo della membrana.

Al contrario, la faccia interna ricca di residui idrofili è disposta verso l'interno, formando un poro idrofilo attraverso il quale passano i substrati.

Caratteristiche SGLT2

SGLT2 è un trasportatore ad alta capacità e bassa affinità la cui espressione è limitata al tubulo contorto prossimale del rene, responsabile del riassorbimento del glucosio al 90%.

Il trasporto del glucosio da parte di SGLT2 è effettuato da un meccanismo simport, cioè il sodio e il glucosio vengono trasportati nella stessa direzione attraverso la membrana contro un gradiente di concentrazione. L'energia immagazzinata dal gradiente elettrochimico viene utilizzata per eseguire il movimento del glucosio contro il suo gradiente.

L'inibizione di SGLT2 è associata a una diminuzione dei livelli di glucosio e alla perdita di peso e calorie dovuta all'eliminazione del glucosio nelle urine.

Caratteristiche SGLT2

La funzione di questo trasportatore è il riassorbimento del glucosio, partecipa anche al riassorbimento di sodio e acqua a livello renale.

Tuttavia, la scoperta delle acquaporine 2 e 6 nel tubulo prossimale e nei tubuli di raccolta indica che dovrebbero essere condotte ricerche approfondite sui meccanismi coinvolti nei processi di trasporto dell'acqua e dei soluti nell'epitelio tubulare del rene.

Oltre a partecipare all'assorbimento del glucosio, GSLT2 partecipa all'assorbimento attivo dell'acqua da parte dei reni. Di Henry Vandyke Carter, (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0), da Wikimedia Commons.

Funzione renale e SGLT2

Il rene filtra circa 180 litri di liquido e 160-180 grammi di glucosio. Questo glucosio filtrato viene riassorbito a livello del tubulo prossimale, il che significa che questo zucchero è assente nelle urine.

Tuttavia, questo processo è limitato dalla soglia renale per il glucosio. È stato suggerito che questo limite di trasporto è ciò che consente il mantenimento di un integratore di glucosio necessario quando le concentrazioni di carboidrati disponibili sono basse.

Questo meccanismo è influenzato nei pazienti diabetici perché si verificano alterazioni funzionali nel nefrone. In questa patologia, l'aumento delle concentrazioni di glucosio provoca una saturazione dei trasportatori, provocando glucosuria, soprattutto all'inizio della malattia.

Di conseguenza, il rene subisce modifiche o adattamenti che portano a malfunzionamenti, tra cui un aumento della capacità di trasportare il glucosio.

L'aumento della capacità di trasporto del glucosio produce un aumento del riassorbimento a livello del tubulo renale e quest'ultimo è ciò che è correlato alla sovraespressione nel numero e nell'attività dei trasportatori SGLT2.

Parallelamente, l'aumento del riassorbimento del glucosio si verifica con l'aumento del riassorbimento di NaCl. L'aumento del riassorbimento del glucosio, dovuto al fatto che il nefrone sta lavorando in modo forzato, produce un aumento delle dimensioni e uno stato infiammatorio che porta allo sviluppo della nefropatia diabetica.

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