و SGLT2 ، هي البروتينات التي تنتمي إلى عائلة SGLT النقل الصوديوم / الجلوكوز. لذلك ، يقومون بالنقل النشط لجزيء الجلوكوز مقابل تدرج تركيز. النقل ممكن لأن الطاقة يتم الحصول عليها من النقل المشترك للصوديوم (symport).
في SGLT2 ، كما هو الحال في جميع الأشكال الإسوية التي تنتمي إلى عائلة SGLT ، يحدث تغيير في التكوين في البروتين. هذا ضروري لنقل السكر إلى الجانب الآخر من الغشاء. هذا ممكن بفضل التيار الناتج عن الصوديوم ، بالإضافة إلى حقيقة أنه يوفر الطاقة اللازمة للنقل.
يقوم ناقل الجلوكوز بنقل الجلوكوز والصوديوم مقابل تدرج تركيزه. بواسطة NuFS ، جامعة ولاية سان خوسيه ، تم تعديله من ويكيميديا كومنز.
هذا الناقل ، على عكس SGLT1 (بروتينات نقل الجلوكوز الصوديوم) ، لديه فقط القدرة على نقل الجلوكوز. ومع ذلك ، فإن حركية النقل متشابهة تمامًا في كليهما.
يتم التعبير عن SGLT2 بشكل رئيسي في خلايا النبيب الملتف القريب من نيفرون الكلى وتتمثل وظيفته في إعادة امتصاص الجلوكوز الموجود في المرشح الكبيبي الذي ينتج البول.
نقل الجلوكوز على المستوى الخلوي
الجلوكوز هو السكر الرئيسي الذي تحصل من خلاله معظم الخلايا على الطاقة للقيام بعمليات التمثيل الغذائي المختلفة.
نظرًا لكونه أحادي السكاريد كبيرًا وعالي القطبية ، فإنه لا يمكنه عبور غشاء الخلية بمفرده. هذا هو السبب في أن الانتقال إلى العصارة الخلوية يتطلب مكونات غشاء تسمى بروتينات ناقلة.
تقوم ناقلات الجلوكوز التي تمت دراستها وتمييزها حتى الآن بنقل هذا المستقلب من خلال آليات النقل المختلفة.
تنتمي بروتينات الناقل المذكورة إلى عائلتين: GLUTs (ناقلات الجلوكوز) و SGLTs (عائلة ناقلة مشتركة للصوديوم / الجلوكوز). تشارك GLUTs في نقل الجلوكوز عن طريق الانتشار الميسر ، بينما تقوم SGLTs بنقل السكريات الأحادية عن طريق النقل النشط.
هيكل SGLT2
وفقًا لتحليل الهيكل الأساسي للبروتينات عن طريق مكتبات DNA التكميلية (cDNA) ، فإن ناقلات كلتا العائلتين تقدم بنية مماثلة.
أي 12 مجالًا عبر الغشاء في حالة GLUTs و 14 مجالًا عبر الغشاء في SGLTs. وبالمثل ، لديهم جميعًا نقطة ارتباط بالجليكوزيل على أحد المقابض الموجهة نحو الجانب خارج الخلية.
SGLT2 هو بروتين متكامل مشفر بواسطة جين SLC5A2 ويحتوي على 672 حمضًا أمينيًا بهيكل من 14 حلزونيًا. وبعبارة أخرى ، فإن الهيكل الثانوي مشابه تمامًا لهيكل الأعضاء الآخرين في عائلة SGLT.
من بين 14 α-helices التي تشكل الهيكل ثلاثي الأبعاد للناقل ، خمسة منها مرتبة مكانيًا في وسطها ، مع أحد الوجوه الجانبية لكل حلزون مخصب في المجالات الكارهة للماء مرتبة باتجاه الجانب الخارجي المتصل مع نواة الغشاء الكارهة للماء.
في المقابل ، يتم التخلص من الوجه الداخلي الغني بالبقايا المحبة للماء إلى الداخل ، مما يشكل مسامًا محببًا للماء تمر من خلاله الركائز.
ميزات SGLT2
SGLT2 عبارة عن ناقلة ذات قدرة عالية ومنخفضة التقارب وتقتصر تعبيراتها على النبيب الملتف القريب من الكلية ، حيث تكون مسؤولة عن إعادة امتصاص الجلوكوز بنسبة 90 ٪.
يتم نقل الجلوكوز بواسطة SGLT2 بواسطة آلية symport ، أي يتم نقل الصوديوم والجلوكوز في نفس الاتجاه عبر الغشاء مقابل تدرج تركيز. تُستخدم الطاقة المخزنة بواسطة التدرج الكهروكيميائي لتنفيذ حركة الجلوكوز مقابل تدرجه.
تثبيط SGLT2 يرتبط بانخفاض في مستويات الجلوكوز ، وفقدان الوزن والسعرات الحرارية بسبب التخلص من الجلوكوز في البول.
ميزات SGLT2
وظيفة هذا الناقل هي إعادة امتصاص الجلوكوز ، كما أنه يشارك في إعادة امتصاص الصوديوم والماء على مستوى الكلى.
ومع ذلك ، فإن اكتشاف الأكوابورينات 2 و 6 في النبيب القريب ونبيبات التجميع يشير إلى ضرورة إجراء تحقيق شامل للآليات المتضمنة في عمليات نقل الماء والمذاب في النسيج الطلائي الأنبوبي للكلية.
بالإضافة إلى المشاركة في امتصاص الجلوكوز ، يشارك GSLT2 في الامتصاص النشط للماء عن طريق الكلى. بقلم هنري فانديك كارتر ، (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) ، من ويكيميديا كومنز.
وظيفة الكلى و SGLT2
ترشح الكلى ما يقرب من 180 لترًا من السوائل و160-180 جرامًا من الجلوكوز. يتم امتصاص هذا الجلوكوز المفلتر على مستوى النبيب القريب ، مما يعني أن هذا السكر غائب في البول.
ومع ذلك ، فإن هذه العملية مقيدة بالحد الكلوي للجلوكوز. تم اقتراح أن حد النقل هذا هو ما يسمح بالحفاظ على مكمل جلوكوز ضروري عندما تكون التركيزات المتاحة من الكربوهيدرات منخفضة.
تتأثر هذه الآلية لدى مرضى السكري لأن التغيرات الوظيفية تحدث في النيفرون. في هذا المرض ، تؤدي الزيادة في تركيزات الجلوكوز إلى تشبع الناقلات ، مما يؤدي إلى حدوث بيلة سكرية ، خاصة في بداية المرض.
نتيجة لذلك ، تخضع الكلى لتعديلات أو تكيفات تؤدي إلى حدوث خلل وظيفي ، من بينها زيادة القدرة على نقل الجلوكوز.
تؤدي الزيادة في القدرة على نقل الجلوكوز إلى زيادة في إعادة الامتصاص على مستوى النبيبات الكلوية وهذا الأخير هو ما يرتبط بالتعبير المفرط في عدد ونشاط ناقلات SGLT2.
في موازاة ذلك ، تحدث الزيادة في إعادة امتصاص الجلوكوز مع زيادة إعادة امتصاص كلوريد الصوديوم. إن الزيادة في إعادة امتصاص الجلوكوز ، بسبب حقيقة أن النيفرون يعمل بطريقة قسرية ، ينتج عنه زيادة في الحجم وحالة التهابية تؤدي إلى تطور اعتلال الكلية السكري.
المراجع
- Bakris GL ، Fonseca V ، Sharma K ، Wright E. نقل الجلوكوز الصوديوم الكلوي: دور في مرض السكري والآثار السريرية المحتملة. Int الكلى.2009 ؛ 75: 1272-1277.
- DeFronzo RA ، Hompesch M ، Kasichayanula S ، Liu X ، Hong Y ، Pfister M ، et al. توصيف إعادة امتصاص الجلوكوز الكلوي استجابةً لداباغليفلوزين في الأشخاص الأصحاء والأشخاص المصابين بداء السكري من النوع 2. رعاية مرضى السكري. 2013 ؛ 36 (10): 3169-3176.
- هيديجر ماجستير ، رودس دي بي. يتوسط SGLT2 إعادة امتصاص الجلوكوز في الكلى. القس فيزيول. 1994 ؛ 74: 993-1026.
- Rahmoune H ، Thompson PW ، Ward JM ، Smith CD ، Hong G ، Brown J. ناقلات الجلوكوز في الخلايا الأنبوبية الكلوية القريبة المعزولة من بول المرضى الذين يعانون من مرض السكري غير المعتمد على الأنسولين. داء السكري. 2005 ؛ 54 (12): 3427-3434.
- Rieg T ، Masuda T ، Gerasimova M ، Mayoux E ، Platt K ، Powell DR ، et al. تفسر الزيادة في النقل بوساطة SGLT1 إعادة امتصاص الجلوكوز الكلوي أثناء تثبيط SGLT2 الوراثي والدوائي في سكر الدم. أنا J Physiol Renal Physiol. 2014 ؛ 306 (2): F188-193.
- Vallon V و Gerasimova M و Rose MA و Masuda T و Satriano J و Mayoux E وآخرون. يقلل مثبط SGLT2 إمباغليفلوزين من النمو الكلوي والبيلة الزلالية بما يتناسب مع ارتفاع السكر في الدم ويمنع فرط الترشيح الكبيبي في فئران أكيتا المصابة بداء السكري. أنا J Physiol Renal Physiol. 2014 ؛ 306 (2): F194-204.
- ويلز RG ، Mohandas TK ، Hediger MA. توطين الجين الناقل المشترك لـ Na + / الجلوكوز SGLT2 إلى الكروموسوم البشري 16 بالقرب من المركز المركزي. علم الجينوم. 1993 ؛ 17 (3): 787-789.
- رايت ، إم. الكلوي Na (+) - ناقل الجلوكوز. أنا J Physiol Renal Physiol. 2001 ؛ 280: F10-18.
- رايت إم ، هيراياما با ، لو دي إف. النقل الفعال للسكر في الصحة والمرض. J متدرب ميد.2007 ؛ 261: 32-43.