Mecanismos Moleculares del Transporte de Glucosa

La glucosa es el principal monosacárido que aporta energía a las células del organismo, por lo tanto su transporte a las diferentes células es de gran importancia para el metabolismo energético de esta molécula. La absorción de los carbohidratos de la dieta se realiza en el duodeno y en la porción superior del yeyuno a través de dos mecanismos de transporte, uno dependiente o acoplado a Na+ (SGLT) y otro independiente de Na+ (GLUT). La glucosa y la galactosa pasan de la luz al interior de las células intestinales (enterocitos) en contra de su gradiente de concentración, por lo que aprovechan la fuerza motriz que proporciona el paso de Na+ a favor de su gradiente por el transportador SGLT. En cambio, otro monosacárido, la fructosa, pasa por difusión facilitada a favor de su gradiente de concentración desde la luz intestinal al interior de los entericitos. Las tres moléculas alcanzan la luz de los vasos sanguíneos desde el enterocito por difusión.
La glucosa sanguínea no solo proviene de la que ingresa de la dieta sino también de la que es producto de la neoglucogénesis y la glucogenolisis hepática, que por acción de diferentes hormonas tales como la insulina, glucagón y epinefrina la concentración en sangre de glucosa se mantiene en un rango bastante estrecho. La insulina, por ejemplo, tiene un efecto hipoglucemiante, ya que desencadena una seria de cascadas en las células que induce la expresión de transportadores de glucosa independientes de Na+ (GLUT) en las membranas plasmáticas de estas para el paso de la glucosa y permitir así su posterior procesamiento metabólico.
Se hace mención de los transportadores más importante para la absorción y uso de la glucosa, y sus diferentes clasificaciones:
Transportadores de glucosa asociados a Na+ (SGLT)
Los SGLT son transportadores que utilizan el gradiente electroquímico del Na+ para el transporte de glucosa o galactosa en contra de su gradiente de concentración.
La estructura de dichos transportadores es de 14 hélices transmembrana con el extremo amino y carboxilo termina del lado extracelular con un sitio de glucosilación entre el segmento 6 y 7. El Na+ se une al transportador en un lugar cercano al amino terminal, por donde entra, induciendo un cambio conformacional en este que aumenta la afinidad por la glucosa la cual entra en una región cercana al grupo carboxilo terminal. El Na+ que ingresa a la célula es enviado nuevamente al espacio extracelular a través de una bomba ATPasa Na+/K+ en la membrana basolateral de la célula que recupera el gradiente electroquímico para este ión permitiendo el transporte ulterior de nuevas moléculas de glucosa o galactosa.
A la familia de genes que codifican para estos transportadores se le llama acarreadores de soluto del grupo 5A (SLC5A, por sus siglas en inglés: SL de "solute" y C de "carrier").

Hay diferentes tipos de transportadores SGLT, entre los cuales se encuentran:
sglt.png


Sistemas facilitadores de transporte de glucosa (GLUT)

Los GLUT son glicoproteínas que se encargan del transporte de los monosacáridos al interior de todas las células del organismo
Existen 14 tipos de transportador GLUT que se clasifican según su Km, especificidad para el sustrato, etc.
La estructura es de 12 cruces transmembrana unidos por asas hidrofílicas con un sitio de glucosilación y con su grupo amino y carboxilo terminal en el lado citosólico de la membrana.
La especificidad de los transportadores se debe a una secuencia de aminoácidos altamente conservada; ejemplo de esto: en los transportadores GLUT1, GLUT 2 Y GLUT 4, la secuencia QLS en la hélice 7 es de gran importancia, al igual que residuos de arginina y glicina en segmento 4 y 10 y a las secuencias glicina/lisina o glicina/arginina de los segmentos 2 y 3, y las que unen las hélices 8 y 9.
A los genes que codifican para estos transportadores se les denomina acarreadores de soluto 2A.



Hay diferentes tipos de transportadores GLUT, entre los cuales se encuentran:


GLUT_1.pngGLUT_2.png

GLUT CLASE III

(Presentan un asa extracelular más corta en estructura secundaria, carecen de sitio de glicosilación)
GLUT_3.png
En conclusión, los transportadores SGLT Y GLUT tienen un papel fundamental en el metabolismo, pues son mediadores de la entrada y almacenamiento de glucosa para su uso. Pueden regularlo a través de la expresión de sus diferentes tipos y características en diferentes tejidos, y también al depender de estímulos humorales, pero no todo está claro sobre estos transportadores, aspectos como su síntesis y mecanismos de tras locación todavía no están muy claros, su degradación y otros elementos que en el futuro podrán permitirnos un acercamiento más claro y su uso para combatir diversas patologías.
Resumen realizado por:
Br. Mary Carolina Antonetti
Br. Luis Betancourt

Bibliografía utilizada: Castrejon Vicente, Carbó Roxana, Martinez Martin (2007) Mecanismos Moleculares que Intervienen en el transporte de la Glucosa. Instituto Nacional de Cardiologia. Mexico, DF.