Filtración y reabsorción de glucosa en el riñón

Transportadores de glucosa en el riñón:

La glucosa es la principal fuente de energía en los eucariotas y el principal combustible que proporciona energía para la actividad metabólica regular en los seres humanos.

• al ser una molécula polar, la glucosa no es soluble en la membrana plasmática y debe ser transportada a través de ella por proteínas transportadoras, denominadas transportadores de glucosa
• los transportadores de glucosa se dividen en dos familias
• los transportadores de glucosa de difusión facilitadora (GLUTs)
• (SGLTs)
• tanto los GLUT como los SGLT pertenecen a una de las 43 familias de genes transportadores de solutos (SLC1-SLC43)
  
  
• los transportadores de glucosa desempeñan un papel esencial en el mantenimiento de la euglucemia, no sólo determinando la captación de glucosa en todos los tipos celulares, sino también liberando glucosa del hígado cuando disminuyen los niveles de glucosa circulante
  • estos transportadores también se encargan de absorber la glucosa de la dieta en el intestino y de reabsorber la glucosa del filtrado glomerular en los riñones
    
    
• el transporte transepitelial de glucosa en las células del intestino delgado, los túbulos proximales renales y los conductos de las glándulas salivales se produce por la acción coordinada de
  • SGLTs que permiten la entrada de glucosa a través de la membrana luminal
  • y los GLUT, que permiten la salida de glucosa a través de la membrana basolateral.
    

Filtración y reabsorción de glucosa en el riñón

• en un adulto sano el glomérulo filtra aproximadamente 180 g de glucosa al día
  • en circunstancias normales, casi toda esta glucosa se reabsorbe y menos del 1% se elimina por la orina
    
    
  • la reabsorción de glucosa en los túbulos es un proceso de varios pasos en el que intervienen varios mecanismos de transporte
    • la glucosa se filtra a través del túbulo y luego se transporta por las células epiteliales tubulares a través de la membrana basolateral hasta el capilar peritubular. En condiciones óptimas, cuando la carga tubular de glucosa es de aproximadamente 120 mg/min o inferior, no hay pérdida de glucosa en la orina
      • sin embargo, cuando la carga de glucosa supera aproximadamente los 220mg/min (umbral de glucosa), la glucosa empieza a aparecer en la orina
        
        
    • el nivel de glucosa en sangre necesario para proporcionar dicha carga tubular abarca una gama de valores en los seres humanos. Un estudio de este proceso informó de que la concentración de glucosa en sangre necesaria para superar el umbral de glucosa tubular oscilaba entre 130 y 300mg/dl (1)
      • además, el estudio encontró una relación entre la edad y el aumento de los niveles umbrales
      • aproximadamente el 90% de la glucosa filtrada es reabsorbida por la alta capacidad de absorción del 2 cotransportador sodio-glucosa (SGLT2) en el segmento contorneado del túbulo proximaly el 10% aproximadamente de la glucosa filtrada es reabsorbida por el transportador SGLT1 en el segmento recto del túbulo proximal descendente
        • como resultado, no aparece glucosa en la orina
          
          
      • la la capacidad renal máxima de reabsorción tubular (Tm) de glucosa es mayor en los modelos animales con diabetes de tipo 1 y de tipo 2
        • en personas con diabetes de tipo 1, Mogensen et al. demostraron que la Tm de la glucosa está aumentada. Se han comunicado resultados contradictorios en pacientes con diabetes de tipo 2
        • clínicamente, la causa más común de glucosuria es la diabetes
          • los pacientes no excretan glucosa en la orina hasta que la concentración de glucosa en sangre es superior a 180 mg/dl, lo que normalmente no ocurre en personas sin diabetes (3)
• en el transporte transepitelial de glucosa intervienen dos clases de transportadores de glucosa, los SGLT y los transportadores de glucosa de difusión facilitadora (GLUT)
  • la reabsorción renal de glucosa se produce principalmente en el segmento S1 del túbulo proximal por la acción coordinada de los SGLT2 y GLUT2 localizados en las membranas luminal y basolateral, respectivamente
  • sólo se reabsorbe una cantidad pequeña y residual de glucosa en el segmento S3, donde SGLT1 está presente en la membrana luminal, co-expresada con GLUT1 en la membrana basolateral
  • la absorción intestinal de glucosa se produce principalmente en el duodeno y en la porción inicial del yeyuno, e implica la coexpresión de SGLT1 y GLUT2
    • en todos estos procesos, Los SGLTs presentes en la membrana luminal transportan glucosa desde el lumen al medio intracelular, donde la glucosa se acumula generando un gradiente que favorece su transporte a través de los GLUTs en la membrana basolateral, desde el citoplasma al intersticio

Referencia:

• Butterfield WJH, Keen H, Whichelow MJ. Variaciones del umbral renal de glucosa con la edad. BMJ 1967;4:505-7.
• Mogensen CE. Maximum tubular reabsorpiton capacity for glucose and renal hemodynamics during rapid hypertonic glucose infusion in normal and diabetic subjects. Scan J Clin Lab Invest 1971;28:101-9.
• Kamran M, Peterson RG, Domínguez JH. Sobreexpresión del gen GLUT2 en túbulos proximales renales de ratas Zucker diabéticas. J Am Soc Nephol 1997;8:943-8.
• Wright EM. Renal Na-glucose transporters. Am J Physiol Renal Physiol 2001;280:F10-F18.