Mecanismos moleculares que intervienen en el transporte de glucosa
El elemento que proporciona principalmente energía a la célula es la glucosa, por lo tanto su paso hacia el medio intracelular es de suma importancia. Existen dos formas en que la glucosa puede ingresar al interior de la célula:
  • A través de los transportadores de glucosa acoplados a sodio (SGLT) que se encuentran principalmente en los epitelios de tejidos que se encargan de la absorción y reabsorción de nutrientes, por ejemplo, el intestino delgado y en los riñones.
  • Mediante proteínas facilitadoras del transporte de glucosa (GLUT) las cuales se encuentran en todas las células del organismo y permiten el paso de la glucosa de un compartimiento a otro.

imagen_1_wiki.jpg
http://biologiamedica.blogspot.com/2010/09/transporte-de-glucosa-glut-y-sglt.html
Obtención y absorción de carbohidratos
La glucosa es obtenida a partir de los carbohidratos los cuales obtenemos a partir de panes, pastas, arroz, cereales, entre otras cosas. Una vez que los carbohidratos se han convertido en glucosa, esta es absorbida en el duodeno y en la parte proximal del yeyuno. Para entrar en las células de estos tejidos, llamadas enterocitos, lo hacen a través de los SGLT, el cual es un cotransporte dependiente de sodio. El paso de la glucosa viene determinada por la fuerza protón-motriz que produce el ión sodio. Este transporte se mantiene gracias a la bomba sodio/potasio debido que el ión sodio que entra asociado a la glucosa vuelve a ser expulsado del interior de la célula para mantener el gradiente. Una vez dentro de la célula la glucosa pasa a los capilares sanguíneos por difusión.
Regulación de la glucosa plasmática
Los niveles de glucosa en sangre o “glicemia” son el resultado de la regulación de dos procesos antagónicos: la glicólisis (proceso que se desencadena tras la llegada de glucosa a la célula) y la gluconeogénesis (producción de glucosa a partir del glucógeno almacenado).
Los niveles de glucosa varían gracias a la acción de varias hormonas como el glucagon, la adrenalina, la insulina, el cortisol y otras. De estas hormonas, la insulina es muy importante por ser un hipoglicemiante, es decir, que disminuye los niveles de glucosa en sangre en el estado postprandial. Este efecto se logra debido a que la insulina estimula a los

GLUT para la incorporación de glucosa hacia el interior de las células.
Mecanismo de transporte de la glucosa
Transportadores de glucosa asociados a sodio (SGLT): Acoplan el ingreso de sodio y glucosa gracias a la bomba sodio-potasio. La entrada de glucosa a la célula por medio de este proceso es a contra gradiente pero este se contrarresta ya que el gradiente favorece a la entrada de sodio. Los genes que codifican para estos transportadores se llaman “acarreadores de soluto del grupo 5A”.
La interacción de la glucosa con el sodio produce un cambio conformacional en la proteína que aumenta la afinidad por la glucosa. Luego pasa al interior de la celula gracias a la bomba sodio/potasio que se encuentra en la membrana basal de la misma. Una vez en el interior la glucosa pasa a los capilares sanguíneos a través de los GLUT. Los SGLT mas estudiados son:
  • SGLT-1: su característica mas importante es su Km de 0,3 mM, transporta una glucosa por 2 de sodio. Se encuentra esencialmente en el intestino delgado, en el corazón y en el riñón. Su deficiencia provoca el síndrome de mala absorción de glucosa y galactosa y sus síntomas son diarrea severa que puede ser fatal en las primeras semanas de vida.

imagen_2_wiki.gif

http://www.pnas.org/content/98/20/11330.full
  • SGLT-2: Su Km es de 1,63mM por lo cual transporta una molécula de glucosa por un ión sodio. Esta en las nefronas del riñón y su deficiencia lleva a una glucosuria renal primaria, la cual se caracteriza por niveles glicémicos normales pero glucosuria persistente, es decir, presencia de glucosa en la orina.

imagen_3_wiki.JPG

http://w3pharm.u-shizuoka-ken.ac.jp/~rinsho/J-thema/6614/contents/sglt.htm
  • SGLT-3: Su Km es de 6 mM y transporta 2 iones de sodio por uno de glucosa. Se encuentra principalmente en las neuronas colinérgicas del plexo mientérico. No se conocen patologías relacionadas con la deficiencia de este transportador.
Sistemas facilitadores del transporte de glucosa (GLUT): Se han identificado 14 GLUT en el organismo, divididas en 3 subfamilias de acuerdo a sus características específicas. A los genes que codifican estos transportadores se les llaman “acarreadores de soluto del grupo 2A”. Su selectividad a la glucosa esta determinada por una serie de secuencias de aminoácidos (aa) altamente conservadas.
Clasificación de los GLUT
GLUT clase 1: comprende del GLUT-1 al GLUT-4 y al GLUT-14
  • GLUT-1: Su Km es de 1 a 2 mM, se encuentra en el eritrocito y en las neuronas, su deficiencia genera el síndrome de deficiencia de transporte de glucosa tipo 1, lo que produce convulsiones, retraso en el crecimiento, microcefalia, hipotonía y desordenes motores.
  • GLUT-2: Su Km es de 17mM y se encuentra en los hepatocitos, en las células pancreáticas, en el riñón y en el enterocito. Su deficiencia conlleva al síndrome de Falconi-Bickel que es una enfermedad autosómica caracterizada por una hepatomegalia debido a la acumulación de glucógeno, intolerancia a la glucosa y a la galactosa, una nefropatía característica y deficiencias en el crecimiento.
  • GLUT-3: Su Km es de 2mM y se encuentra en el sistema nervioso central (SNC), en la placenta, en el hígado, en el riñón y en el corazón. Su deficiencia tiende a producir la restricción del crecimiento intrauterino fetal, lo que aumenta el riesgo de retraso mental y físico, enfermedades cardiovasculares y diabetes tipo II.
  • GLUT-4: Su Km es de 5mM, se encuentra en el músculo esquelético, tejido adiposo y corazón. La insulina liberada en el periodo postprandial activa su vía de señalización después de unirse a su receptor de membrana y permite, a través de un mecanismo todavía desconocido, la translocación de GLUT-4 de las vesículas a la membrana.
  • GLUT-14: Tiene dos formas, una corta y una larga. Se parece mucho al GLUT-3 la diferencia es que éste se encuentra específicamente en el testículo. No se han descrito patologías asociadas a él.
GLUT clase 2: Entre ellos encontramos el GLUT-5, el GLUT-7, el GLUT-9 y el GLUT-11.
  • GLUT-5: Transporta exclusivamente a la fructuosa, se encuentra en el intestino delgado, en los testículos y en los riñones. Este transportador se expresa en grandes cantidades en pacientes con cáncer de mama.
  • GLUT-7: Su afinidad para la glucosa es de 0,3mM y para la fructuosa de 0,6mM. Se piensa que es un intermediario entre las clases 1 y 2 de GLUT. Se encuentra en el enterocito, en los testículos, en la próstata y en el colon.
  • GLUT-9: Se encuentra principalmente en el riñón, en el hígado, en el enterocito, en los pulmones, en la placenta y en los leucocitos. Es muy similar a la GLUT-5 y en menor cantidad a la GLUT-1.
  • GLUT-11: Presenta 3 isoformas que se diferencian por su secuencia de aa en el amino terminal. La GLUT-11 A se encuentra principalmente en el corazón, en los riñones y en el músculo esquelético; la GLUT-11B se halla en los riñones, en el tejido adiposo y en la placenta. Por último la GLUT-11C se expresa en el corazón, en tejido adiposo y en el páncreas.
GLUT clase 3: son el GLUT-6, el GLUT-8, el GLUT-10, el GLUT-12 y el transportador de mio-inositol acoplado a protones (HMIT).
  • GLUT-6: Como las GLUT-5 se han encontrado asociadas a tejidos tumorales. Se encuentran en el cerebro, en el bazo y en los leucocitos.
  • GLUT-8: Se encuentra intracelularmente y se ve activado por hormonas como la insulina y por factores como la hipoxia y la hipoglucemia. Presente en los testículos, en el SNC, en el hígado, en el bazo, en el tejido adiposo y en el pulmón.
  • GLUT-10: Se presenta frecuentemente en pacientes con diabetes tipo II, en hígado y páncreas. Su deficiencia se encuentra asociada con el síndrome de Loeys-Dietz en el cual se producen aneurismas aórticos.
  • GLUT-12: Se considera un segundo sistema de transporte dependiente de insulina, se encuentra en el músculo esquelético, en el intestino delgado y en el tejido adiposo. Su deficiencia se asocia con la nefropatía diabética progresiva caracterizada por hiperglucemia, hipertensión y un exceso en la actividad del sistema renina-angiotensina.
  • HMIT: También se le llama GLUT-13. Se encuentra predominantemente en el cerebro, transporta mio-inositol y estereoisómeros relacionados únicamente. Del mio-inositol se sintetizan fosfoinosítidos de suma importancia para la función sináptica.
Podemos concluir que tanto los SGLT como los GLUT permiten un transporte muy regulado de la glucosa. El conocimiento de estos transportadores permitirá la creación de diversas estrategias para tratar a los pacientes en caso de su deficiencia.
Referencias Bibliográficas:

Castrejón, V. Carbó, R. y Martínez, M. (S.F). Mecanismos moleculares que intervienen en el transporte de glucosa. Recuperado el 8 de junio de 2011, de: http://computo.sid.unam.mx/Bioquimica/PDF/2007/02/e_TranspoGlucosa.pdf





Elaborado Por:
Andrea RíosC.I. 21016227