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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:
Localización
del gen
SGLT1
Cromosoma
22
AA
Km
Transporta
O.3mM
Una glucosa
o galactosa
por dos Na+
664
Una glucosa
por un Na+
SGLT2
Cromosoma
16
672
1.63mM
Una glucosa
por dos Na+
SGLT3
Cromosoma
22
674
6mM
Localización
tisular
Intestino
delgado,
corazón y
riñón
Túbulo
contorneado
proximal de
las nefronas
Neuronas
colinérgicas
del plexo
mientérico y
submucoso
del intestino
delgado, y en
uniones
neuromuscul
ares
Enfermedades
asociadas
Síndrome de
mala absorción
glucosagalactosa
Glucosuria renal
primaria
(defecto en
segmento S1 en
membrana apical
de células)
No descritas
Otras
características
En neonatos su
deficiencia causa
severos cuadros
diarreicos
59% de similitud
con
transportador
SGLT1
- 70% de
similitud con
transportados
SGLT1
- Es un canal
iónico sensible a
glucosa
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.
CLASIFICACION DE LOS GLUT
Existen subgrupos de transportadores GLUT o SLC2A (de glucosa) y son agrupados en clases.
GLUT CLASE I.
Transportador/
Criterio
GLUT 1
GLUT 2
GLUT 3
GLUT 4
Cromosoma
22
3
12
17
AA
664
522
596
509
Transporte
Glucosa
Galactosa
Glucosa
Fructosa
Galactosa
Glucosa
Galactosa
Glucosa
Afinidad
(Km)
Tejido
Patologia
Asociada
2 a 3 mM
Eritrocitos,
nefronas, el
endotelio
cerebral, células
neuronales y
musculo entre
otras
17 mM
Células B
pancreáticas,
riñón, hígado y
membrana
basolateral del
intestino tenue
Síndrome de
Fanconi Bickel
-
2 mM
Sistema nervioso
central, placenta,
hígado, riñón y
corazón
Restricción del
crecimiento
intrauterino
fetal (IUGR)
En el cerebro su
función esta
acoplada a GLUT
1 (transporte a
neuronas).
5 mM
Tejidos sensibles
a insulina
(musculo
esquelético,
adiposo y
corazón)
-
Insulina
estimula su
incorporación a
la membrana
plasmática
-
10 exones.
Similitud a GLUT
3 en 94.5 %
11 exones.
Difiere de GLUT
3 en Amino
terminal
Síndrome de
deficiencia de
transporte de
glucosa tipo 1
Alteraciones en
gen relacionadas
con Diabetes
Mellitus tipo 2
497
GLUT 14
12
Glucosa
520
-
Testículo
Características
-
GLUT CLASE II
Transportador/
Criterio
GLUT 5
GLUT 7
Cromosoma
1
-
AA
501
524
Transporte
Fructosa
Glucosa
Fructosa
Afinidad
(Km)
Tejido
Patologia
Asociada
Características
-
Intestino
delgado, riñón y
testículos
Esta expresado
en gran cantidad
en pacientes con
cáncer de mama
-
-
Representa un
intermediario
entre las clases I
y II
0.3mM
0.06 mM
GLUT 9
GLUT 11
4
22
540
496
Fructosa
Glucosa
Fructosa
Detectado en
intestino tenue
(borde en
cepillo), colon,
testículos y en la
próstata.
-
Riñón, hígado,
intestino tenue,
en placenta, en
los pulmones y
en los leucocitos
Alta
afinidad
por
fructosa.
Baja para
la glucosa
GLUT 11-A, en
corazón, musculo
esquelético y
riñón, GLUT 11B en riñón, tejido
adiposo y
placenta y GLUT
11C en tejido
adiposo, corazón,
musculo
esquelético y en
páncreas.
-
-
12 exones.
Presenta un 44%
de similitud con
GLUT 5 y un 38
% con GLUT 1.
Baja afinidad por
citocalasina B. 42
% de similitud
con GLUT 5. Su
transporte de
fructosa es
inhibido por el
de glucosa
GLUT CLASE III
(Presentan un asa extracelular más corta en estructura secundaria, carecen de sitio de
glicosilación)
Transportador/
Criterio
Cromosoma
AA
Transporte
Afinidad
(Km)
Tejido
Patologia
Asociada
Caracteristicas
GLUT 6
-
507
Glucosa
-
Cerebro, lien y en
los leucocitos
Encontrado en
células
cancerígenas
-
Principalmente en
los testículos,
sistema nervioso
central. En menor
manera, glándula
adrenal, hígado,
lien, tejido adiposo
pardo y pulmón.
La presencia de
este
transportador se
encontraría
aumentada en
tejido sensible a
la insulina en
casos de
diabetes tipo 2
GLUT 8/ GLUTX 1
GLUT 10
GLUT 12
GLUT 13 / HMIT
9
20
-
-
477
541
621
629
Glucosa
Glucosa
Glucosa
Mio-inositol
acopado a H+
-
Alteraciones en
su gen están
asociadas con la
susceptibilidad a
la diabetes
Miellitus tipo II.
Deficiencia está
relacionada con
el síndrome
Loeys-Dietz (de
tortuosidad
arterial, pro
sobre-regulacion
de la síntesis del
TGF-B)
0.3 mM
Predominantemente
en hígado y
páncreas.
Alta
afinidad
por
glucosa
Se expresa en
musculo
esquelético, tejido
adiposo e intestino
tenue
Nefropatologia
diabética
progresiva.
100 uM
Cerebro ( vesículas
intracelulares que
se liberan a la
membrana celular
durante la
despolarización,
activación de PKC y
Ca2++
-
42 kDa.
Inhibido por DFructosa y D
galactosa; se
localiza
intracelularmente
35 % de similitud
con el GLUT 3 y
con el GLUT 8.
67 kDa
Segundo sistema
de transporte
dependiente de
Insulina.
36% de similitud
con GLUT 8.
A partir de Mioinositol se
sintetizan
especies muy
importantes en el
desarrollo de los
conos de
crecimiento
neural y sinapsis
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 hecho por: Mary Carolina Antonetti y Luis Betancourt