Rôle des SGLT et des GLUT dans le métabolisme du glucose

Transport transépithélial du glucose

• Le transport transépithélial du glucose fait intervenir deux classes de transporteurs de glucose
  • les cotransporteurs sodium-glucose (SGLT) et les transporteurs de glucose à diffusion facilitée (GLUT).
    • la réabsorption rénale du glucose se produit principalement dans le segment S1 du tubule proximal par l'action coordonnée du SGLT2 et du GLUT2 situés respectivement dans les membranes luminale et basolatérale
    • seule une petite quantité résiduelle de glucose est réabsorbée dans le segment S3, où le SGLT1 est présent dans la membrane luminale et co-exprimé avec le GLUT1 dans la membrane basolatérale.
    • l'absorption intestinale du glucose se produit principalement dans le duodénum et dans la partie initiale du jéjunum, et implique la co-expression de SGLT1 et GLUT2
      • dans tous ces processus, Les SGLT présents dans la membrane luminale transportent le glucose de la lumière vers le milieu intracellulaire, où le glucose s'accumule en générant un gradient qui favorise son transport par les GLUT de la membrane basolatérale, du cytoplasme vers l'interstitium.
        
        
• la première étape de la réabsorption du glucose dans l'urine implique le transport du glucose des tubules vers les capillaires péritubulaires via les cellules épithéliales tubulaires
  • réalisé par la famille des cotransporteurs sodium-glucose (SGLT)
    • Les SGLT comprennent une variété de protéines membranaires qui agissent sur le transport du glucose, des acides aminés, des vitamines, des ions et des osmolytes à travers la membrane de la bordure en brosse des tubules proximaux rénaux et de l'épithélium intestinal.
    • Les SGLT constituent une grande famille de protéines membranaires impliquées dans le transport du glucose, des acides aminés, des vitamines, des osmolytes et de certains ions à travers la membrane de la bordure en brosse de l'épithélium de l'intestin grêle et des tubules rénaux proximaux.
      • Bien que 6 isoformes de cotransporteurs Na+/glucose aient été décrites, les protéines SGLT1 et SGLT2, codées par les gènes de transporteur de soluté SLC5A1 et SLC5A2, respectivement, sont considérées comme les plus importantes et ont été largement explorées dans des études portant sur les flux de glucose dans des conditions physiologiques et pathologiques.
        
        
    • LE SGLT1 est un transporteur à faible capacité et à forte affinité
      • Le SGLT1 est une protéine membranaire de 75 kDa dont la stœchiométrie Na+/glucose est de 2:1 - deux ions sodium sont transportés pour chaque molécule de glucose.
      • La protéine SGLT1, codée par le gène SLC5A1
        • se trouve principalement dans le tractus gastro-intestinal, mais également dans le segment S3 du tubule proximal rénal
          • se trouve principalement dans l'intestin, mais a également été détectée dans les reins, les glandes salivaires parotides et submandibulaires ainsi que dans le cœur
            • a une forte affinité pour le glucose, mais une faible capacité à le transporter, et est spécifiquement inhibée par la phlorizine
            • l'affinité du cotransporteur est la même pour le glucose et le galactose
      • bien que le SGLT1 soit le principal transporteur pour l'absorption du glucose dans le tractus gastro-intestinal, son impact sur les reins est moins important ; il représente environ 10 % de la réabsorption du glucose
        • a suscité un certain intérêt pharmacologique car le blocage de ce transporteur réduit théoriquement l'absorption gastro-intestinale du glucose et pourrait constituer une méthode pour induire une perte de poids ou réduire l'hyperglycémie postprandiale.
          
          
    • LE TRANSPORTEUR SGLT2 transporteur à haute capacité et faible affinité, présent principalement dans les reins.
      • contrairement au SGLT1, le SGLT2 est un transporteur de glucose à faible affinité et à grande capacité, qui transporte 1 ion Na+ pour chaque molécule de glucose
      • Le gène codant pour le SGLT2 (SLC5A2) est principalement exprimé dans les reins, mais une faible expression de l'ARNm a également été démontrée dans les glandes mammaires, le foie, les poumons, l'intestin, les muscles squelettiques et la rate.
      • le transporteur le plus répandu et le plus important sur le plan fonctionnel dans le rein est le SGLT2
        • responsable de 90 % de la réabsorption du glucose dans le rein, il est devenu le sujet d'un grand intérêt dans le domaine du diabète.
        • Ce transporteur se trouve en proportion relativement élevée dans le segment initial du tubule proximal.
          • Le SGLT2 transporte le glucose en utilisant le gradient énergétique de la réabsorption du sodium dans la filtration tubulaire.
            • Ce processus, appelé transport actif secondaire, est entraîné par le gradient électrochimique du sodium dans la filtration tubulaire.
              
              
    • LE SGLT3Le SGLT3 est largement présent dans les muscles squelettiques et le système nerveux.
      • n'est pas considéré comme un transporteur de glucose, mais agit comme un capteur
      • codé par le gène SLC5A4, est considéré comme un canal ionique à glucose, exprimé dans l'intestin, la rate, le foie, les reins, les muscles squelettiques et les neurones cholinergiques.

Référence :

• Butterfield WJH, Keen H, Whichelow MJ. Renal glucose threshold variations with age. 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, Dominguez JH. Overexpression of GLUT2 gene in renal proximal tubules of diabetic Zucker rats. J Am Soc Nephol 1997;8:943-8.
• Wright EM. Renal Na-glucose transporters. Am J Physiol Renal Physiol 2001;280:F10-F18.