GLUT 2

¿Qué es GLUT2?

GLUT2 es un transportador de glucosa de baja afinidad que es expresado en las membranas de células pancreáticas, hepáticas, renales e intestinales, así como también en astrocitos y tanicitos. Además de mediar el transporte de glucosa, también está involucrado en el trasporte de fructosa, galactosa y glucosamina, por lo que más que un transportador de glucosa es un transportador de hexosas.

El hecho de presentar una baja afinidad para la glucosa le permite actuar como una proteína sensora de los niveles de glucosa en la sangre. Por tanto, participa en el control regulatorio de muchos eventos fisiológicos que responden a fluctuaciones de la concentración de glucosa en la sangre.

Entre los numerosos procesos que regula destacan: la liberación de insulina por las células pancreáticas estimulada por altas concentraciones de glucosa, o la secreción de glucagón por los hepatocitos para la producción de glucosa en casos de hipoglucemia.

Transporte facilitado de glucosa al interior celular

Aproximadamente el 75% de glucosa que ingresa a la célula para alimentar las vías metabólicas de producción de energía, lo hace a través de un mecanismo de transporte pasivo facilitado por proteínas integrales de membrana denominadas transportadores.

Este mecanismo de transporte es ampliamente conocido como difusión facilitada. No requiere de energía para realizarse y se da a favor de un gradiente de concentración. Es decir, desde una zona de alta concentración a una de baja concentración.

Al menos 14 isoformas de transportadores de difusión facilitada de glucosa, incluyendo GLUT2, se han identificado hasta la fecha. Todos pertenecientes a la superfamilia principal de facilitadores (MSF) y, por consenso, denominados GLUT (por las siglas en inglés de Glucose Transporters).

Los distintos GLUT que han sido caracterizados hasta la fecha se encuentran codificados por genes SLC2A y exhiben marcadas diferencias en la secuencia de aminoácidos, la preferencia por los sustratos que transportan y en la distribución celular y tisular.

Características de GLUT2

– Estructura. Es una proteína transmembrana compuesta por 12 dominios transmembrana que forman un canal a través del cual la glucosa y otros monosacáridos pueden transportarse.

– Distribución en tejidos específicos. Se expresa sobre todo en ciertos tejidos del cuerpo, como el hígado, los riñones, las células beta del páncreas y la mucosa intestinal.

– Baja afinidad por la glucosa. Tiene una baja afinidad por la glucosa en comparación con otros transportadores de glucosa, lo que significa que necesita concentraciones más altas de glucosa para funcionar de manera efectiva.

– Alta afinidad de transporte. A pesar de su baja afinidad, tiene gran capacidad para transportar grandes cantidades de glucosa, lo que le permite manejar fluctuaciones significativas en los niveles de glucosa.

– Bidireccional. Permite el transporte bidireccional de glucosa, lo que significa que puede mover glucosa hacia dentro o hacia fuera de las células, dependiendo del gradiente de concentración.

– Sensibilidad a cambios en la concentración de glucosa. Debido a su baja afinidad, GLUT2 es particularmente sensible a cambios en las concentraciones de glucosa, lo que lo hace adecuado para funciones en tejidos que necesitan monitorear y responder a variaciones en los niveles de glucosa en el cuerpo.

Estructura de GLUT2

GLUT2 presenta una secuencia peptídica 55% idéntica a la del transportador de alta afinidad para la glucosa GLUT1.

Sin embargo, a pesar de este bajo porcentaje de similitud entre las secuencias de ambos transportadores, estudios realizados por cristalografía de rayos X han demostrado que presentan una estructura similar.

Dicha estructura se corresponde con la de una proteína transmembranal multipaso en α-hélice. Es decir, que atraviesa la membrana múltiples veces a través de segmentos transmembranales que presentan configuración α-hélice.

Al igual que en todos los integrantes de la superfamilia principal de facilitadores (MSF), a la cual pertenece, 12 segmentos helicoidales atraviesan la membrana. Seis de ellos se reordenan espacialmente para formar un poro hidrofílico a través del cual son movilizados los azúcares.

Cabe destacar que el sitio de unión a la hexosa queda definido por la orientación y pseudosimetría que presentan los extremos carboxilo y amino terminal de la proteína. Ambos expuestos hacia el mismo lado de la membrana generan una cavidad en la que la disposición de los seis átomos del azúcar son reconocidos facilitando su unión.

Un cambio en la estructura del transportador se relaciona con el mecanismo utilizado por este para transportar los azúcares de uno a otro lado de la membrana. Esta deformación estructural permite movilizar el sitio de unión hacia el lado citoplasmático, donde rápidamente ocurre la liberación de la molécula que ha sido transportada.

Funciones de GLUT2

• Transporte de glucosa en el hígado. Permite la entrada de glucosa en las células hepáticas (hepatocitos) cuando los niveles de glucosa en la sangre son altos, como después de una comida. También facilita la liberación de glucosa desde el hígado hacia la sangre durante el ayuno o entre comidas, ayudando a mantener los niveles de glucosa en sangre.
• Medición de glucosa en las células beta del páncreas. En las células beta del páncreas, GLUT2 juega un papel fundamental en la detección de niveles elevados de glucosa en sangre. Esto es esencial para la secreción de insulina en respuesta a un aumento en la concentración de glucosa, lo que ayuda a regular los niveles de glucosa en sangre.
• Transporte de glucosa en el intestino delgado. Facilita la absorción de glucosa desde la luz intestinal hacia la circulación sanguínea después de la digestión de carbohidratos, contribuyendo a la disponibilidad de glucosa para el uso energético en el cuerpo.
• Reabsorción de glucosa en los riñones. En los túbulos renales, GLUT2 ayuda a reabsorber glucosa desde el filtrado glomerular hacia la sangre, evitando la pérdida de glucosa en la orina y contribuyendo a la conservación de este importante nutriente.

Referencias 

1. Burcelin, R, Thorens, B. Evidence that extrapancreatic GLUT dependent glucose sensors controlglucagon secretion. Diabetes.
2. Kellett, G.L., Brot-Laroche, E., Mace, O.J., Leturque, A. Sugar absorption in the intestine: the role of GLUT2. Annu Rev. Nutr. 
3. Mueckler, M., Thorens, B. The SLC2 (GLUT) family of membrane transporters. Mol. Aspects Med. 
4. GLUT2 in pancreatic and extra-pancreatic gluco-detection (review). Mol. Membr. Biol. 
5. Thorens, B. GLUT2, glucose sensing and glucose homeostasis. Diabetologia.