Transporte De Glucosa

Transporte de Glucosa: GLUT y SGLT

La diabetes mellitus es una enfermedad que incapacita al cuerpo para metabolizar o usar eficazmente los carbohidratos, las proteínas y las grasas. Cuando comemos, los alimentos (especialmente carbohidratos y frutas) se convierten en glucosa. Todas las células del cuerpo necesitan glucosa para vivir, pero la glucosa no puede penetrar en las células sin la intervención de la insulina. La insulina se produce en las células Beta, que están ubicadas en el extremo del páncreas.

Por ejemplo, cuando comemos un pedazo de pan, una vez digerido se convierte en glucosa. La glucosa circula a través de la corriente sanguínea para alimentar a cada célula del cuerpo. La presencia de glucosa estimula las células Beta del páncreas para liberar insulina. La insulina llega hasta cada célula y actúa como una llave en sus receptores, con el fin de abrir sus puertas y dejar a la glucosa entrar. Si no hay insulina o los receptores de las células no funcionan, la glucosa no puede penetrar en las células, y la persona afectada sufrirá de carencias de nutrientes.

La glucosa es el monosacárido más importante de la naturaleza, pues proporciona energía a las células de una amplia gama de organismos; el transporte de este azúcar al interior de la célula, es un proceso básico para el metabolismo energético y en consecuencia, para los procesos que mantienen la vida.

El transporte de la glucosa a través de la membrana celular, se lleva a cabo por dos familias de proteínas de membrana: Transportadores de glucosa acoplados a Sodio (SGLT) y las proteínas facilitadoras del transporte de glucosa (GLUT). Los primeros se expresan principalmente en epitelios que se encargan de absorber y reabsorber nutrientes.

Además otras hexosas como la galactosa y fructosa cumplen funciones importantes en las células eucarióticas. Estas moléculas son incapaces de difundir directamente a través de las membranas celulares por lo que requieren proteínas transportadoras especializadas para entrar al interior celular. Dichas biomoléculas pertenecen a un grupo de transportadores constituida por 2 familias de proteínas: la familia de los Glut´s (del inglés Glucose Transporters) y la familia de los co-transportadores de sodio y glucosa.

Según la información obtenida de la secuencia de aminoácidos por medio de librerías de cADN todos poseen una estructura básica similar: 12 (Gluts) o 14 (SGLT) dominios trasmembrana. Igualmente todos parecen estar glicosilados en alguna de sus asas extracelulares.

En los últimos siete años ha habido un explosivo incremento en la información sobre estos transportadores, de hecho, hasta hace diez años solo se conocían 6 transportadores pero esta familia ha crecido rápidamente hasta llegar a 14 miembros para los Gluts y 6 miembros para los SGLT´s. El impacto de estos descubrimientos se hace notar cuando se analizan los procesos en los que se involucran estas proteínas: Control de la glicemia basal y post-prandial; mecanismos de absorción de la glucosa y fructosa en el intestino delgado; absorción de fructosa en los espermatozoides; reabsorción de glucosa a nivel tubular renal y yeyuno; maduración de la expresión de Glut´s en la mama en lactación; incorporación de glucosa al músculo durante el ejercicio; mecanismo sensor en la secreción de insulina y respuestas adaptativa del metabolismo energético durante estados de estrés, etc.

Transporte de Glucosa

Familia de los co-transportadores de Na+/Glucosa (SGLT)

En el epitelio intestinal y epitelio de los túbulos contorneados proximal y distal existen sistemas de co-transporte de glucosa acoplados a Na+ que permiten la absorción rápida de esta molécula desde el íleo hacia el sistema portal y además de la reabsorción de la glucosa filtrada en el glomérulo nuevamente al torrente circulatorio. Este sistema se denomina SGLT (Sodium/Glucose Transporters), del cual se conocen 6 isoformas (SGTL1-6) que aprovechan el transporte del Na+ a favor de su gradiente de concentración para generar una corriente electroquímica que produce los cambios conformacionales necesarios para la traslocación de la glucosa a través de la membrana plasmática.

SGLT-1 (SLC5A1)

El gen del SGLT-1 se denomina SLC5-A1 y fue aislado a partir de librerías de cDNA de intestino delgado de conejo. Con una extensión de 80 Kb y 15 exones se ubica en el cromosoma 22 en la región q13.1. Su trascripto es una proteína de 664 aminoácidos y 73KDa con una estructura secundaria formada por 14 α-hélices cuyos extremos amino y carboxilo terminales se encuentran en el espacio extracelular.

En el ser humano este transportador se expresa primariamente a nivel del íleon, el sitio fundamental de absorción de monosacáridos como la glucosa, galactosa, manosa y fructosa. Este transportador es específico para la absorción de glucosa y galactosa en las células epiteliales del ribete en cepillo. Existe aún controversia de cual es la vía más importante que toma el agua para ingresar al epitelio intestinal, sin embargo, hay 3 vías posibles conocidas:

1. Difusión pasiva del agua a través de la membrana de los enterocitos: Se sabe desde hace tiempo que la membrana plasmática es levemente permeable al agua, en especial, si se crea una diferencia en la concentración de solutos tal como ocurre en el co-transporte de Na+ y glucosa. Sin embargo, la magnitud de la diferencia de gradiente no es suficiente para crear una corriente osmótica suficiente que explique la absorción de 10 litros de agua por día.

2. Difusión de agua a través del SGLT-1 junto con el Na+ y glucosa (Transporte activo secundario): Investigaciones recientes han determinado que el SGLT-1 se comporta como un transportador de agua, movilizando unas 260 moléculas de agua por cada ciclo de transporte de 2 iones Na+ y cada molécula de glucosa, lo cual representa unos 5 litros de agua/día, por lo que, igual que en el caso anterior, no explica la movilidad de 10 litros de agua/día.

3. Difusión de agua a través de otros co-transportadores de nutrientes (Transporte activo secundario): Otros co-transportadores como los transportadores para aminoácidos y péptidos, así como el co-transportador de Na+/yoduro y el K+/Cl- pueden, al igual que el SGLT-1 pueden transportar de 30 – 50 moléculas de agua por ciclo.

4. Transporte de agua a través de las Acuaporinas (AQP): Se han descrito proteínas pequeñas de unos 45 kDa que contienen 6 α-hélices trasmembrana que se encargan de servir de poros para el transporte específico de agua

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