Los carbohidratos son sustancias de amplia distribución en la naturaleza, en las células animales los encontramos en forma de glucosa o de glucógeno y sirven como fuente importante de energía. Para poder llevar a cabo sus funciones, la glucosa debe entrar al interior de la célula para incorporarse a las vías metabólicas y para lograr entrar requiere transportadores que le permitan cruzar la membrana celular.
Es así como los transportadores de glucosa trabajan de manera coordinada con hormonas, receptores y segundos mensajeros para mantener el flujo de este metabolito en condiciones normales.
Los transportadores de glucosa se clasifican en dos grandes familias: los GLUT y los Co-Transportadores de sodio y glucosa (SGLT). En este artículo nos centraremos en los GLUT.
Se han descrito hasta la fecha 14 GLUT, los cuales presentan características estructurales comunes. La familia de los GLUT se puede dividir en tres subfamilias:
· Familia de la clase I: formada por los GLUT 1, 2, 3 y 4
· Familia de la clase II: constituida por los GLUT 5, 7, 9 y 11
· Familia de la clase III: formada por los GLUT 6, 8 10 y 12, 13 (transportador para mioinositol) y 14
GLUT-1: presente en tejidos que utilizan a la glucosa como combustible principal. Es el transportador de glucosa más ampliamente distribuido en el ser humano. Se conoce como transportador de glucosa de eritrocito y cerebro. Se expresa en numerosos tejidos fetales y adultos como los eritrocitos, células endoteliales, células nerviosas, placenta, glóbulos blancos, células de la retina, riñón, tejido adiposo, entre otros.
Posee una alta afinidad por la glucosa por lo que es capaz de transportarla al interior de las células a cualquier concentración lo que ayuda a mantener una concentración intracelular de glucosa estable, hecho de gran importancia para las células que requieren de su suministro constante para la producción de energía, tal como sucede en el tejido nervioso y eritrocito.
GLUT-2: se expresa en el hígado, riñón, células beta de los islotes de Langerhans y en la membrana basolateral de las células epiteliales del intestino delgado. Transporta la glucosa proporcionalmente a su concentración, por lo que se le atribuye la propiedad de glucosensor en las células que lo poseen (en especial hígado y célula beta pancreática), por ejemplo, en una baja concentración de glucosa en plasma este GLUT no es capaz de transportar glucosa al interior de la célula beta y por ende, la secreción de insulina es muy baja. Sin embargo, después de las comidas, cuando se incrementa la concentración plasmática de glucosa, es capaz de estimular la liberación de insulina.
Después de las comidas, el hígado es capaz de incorporar la glucosa proveniente de los alimentos gracias al GLUT-2 para ser convertida rápidamente en glucógeno. De tal forma que este GLUT es un transportador de tipo bidireccional que puede transportar glucosa desde la sangre al tejido o desde el tejido hacia la sangre. El GLUT-2 también tiene la habilidad de transportar fructosa.
GLUT-3: es el transportador de más alta afinidad por la glucosa. Éste junto con el GLUT-1 en tejido nervioso refuerza la importancia que tiene para mantener el nivel basal de glucosa en sangre y placenta.
GLUT-4: presenta alta afinidad por la glucosa y se expresa fundamentalmente en aquellos tejidos sensibles a la insulina como el tejido muscular estriado, cardiaco y adipocito. Actualmente se sabe que la insulina estimula la incorporación del GLUT 4 a la membrana plasmática a partir de vesículas intracelulares, incrementando de 10 a 20 veces el transporte de la glucosa.
GLUT-5: Se encarga de transportar exclusivamente a la fructosa en el intestino delgado, también se encuentra (en bajos niveles) en eritrocitos, riñones, espermatozoides, músculo esquelético y tejido adiposo.
Estudios realizados in situ han demostrado que este transportador se expresa abundantemente en pacientes con cáncer de mama, lo cual sugiere que la fructosa podría ser un buen sustrato energético para este tipo de células.
GLUT-6: Tiene baja afinidad por la glucosa, aunque no se ha determinado si transporta a la fructosa. Se expresa predominantemente en el cerebro, en el bazo y en los leucocitos.
El GLUT-6, al igual que GLUT-5, ha sido encontrado en las células tumorales, como las del cáncer de mama, sugiriendo que su expresión está relacionada con la utilización de la fructosa como sustrato energético en estas células.
GLUT-7: fue clonado del intestino humano, corresponde a un transportador de alta afinidad a la glucosa y a la fructosa, originalmente fue descrito como un transportador del retículo endoplásmico. Su inusual especificidad de sustrato y su cercana identidad con el GLUT-5, sugieren que el GLUT-7 representa un intermediario entre las clases I y II de los transportadores de la glucosa.
GLUT-8: se encuentre localizado intercelularmente. Se cree que no está involucrado en el consumo basal de la glucosa y su expresión, migración y reciclado depende de diversos estímulos hormonales y nerviosos (insulina entre ellos), aunque otros factores estresantes como la hipoxia y la hipoglucemia pueden inducir su función. Presenta alta afinidad por la glucosa y es inhibido específicamente por la D-fructosa y la D-galactosa.
Se expresa principalmente en los testículos, de manera moderada en el sistema nervioso central, en la glándula adrenal, en el hígado, en el bazo, en el tejido adiposo marrón y en el pulmón, aunque también se ha detectado una expresión muy baja en el músculo esquelético.
La expresión de este transportador puede encontrarse aumentada en los tejidos sensibles a la insulina en el caso de diabetes tipo 2, posiblemente para compensar las deficiencias funcionales de los GLUT sensibles a esta hormona.
GLUT-9: se expresa fuertemente en riñones e hígado, con bajos niveles en intestino delgado, placenta, pulmones y leucocitos.
GLUT-10: se encuentra en mayor concentración en el hígado (adulto y fetal) y el páncreas, músculo cardíaco, pulmón, cerebro (adulto y fetal), músculo esquelético, placenta y riñones.
El gen del transportador se localiza en el cromosoma 20, una región asociada fuertemente con posible diabetogénesis. La localización del gen y sus propiedades funcionales sugieren que este GLUT puede llevar a cabo funciones metabólicas de gran importancia y ser un elemento clave en el desarrollo de diabetes mellitus tipo 2.
GLUT-11: tiene una alta similitud con el transportador de la fructosa GLUT-5 y tiene baja afinidad por la glucosa. Se han detectado tres isoformas de este transportador
(GLUT 11-A, GLUT 11-B y GLUT 11-C).
GLUT-12: Está considerado como un segundo sistema de transporte de la glucosa dependiente de la insulina. Se expresa en el músculo esquelético, en el tejido adiposo y en el intestino delgado. Tiene relación con la nefropatía diabética progresiva, en la que se presenta hiperglucemia, hipertensión y la activación exacerbada del sistema renina-angiotensina.
GLUT-13: tiene como función el transporte de mioinositol específicamente, produce una disminución del pH extracelular a 5.0, por lo cual se denomina también como simportador de mioinositol acoplado a hidrógeno. Se encuentra distribuido en cerebro, específicamente en las regiones del hipocampo, hipotálamo, cerebelo y en tallo cerebral.
GLUT-14: tiene dos formas el GLUT 14-S y GLUT-L, las cuales se expresan específicamente en testículos.
Elaborado por Nutrióloga Educadora en Diabetes Certificada Nancy Rivera
Referencias bibliográficas:
Bermúdez, V., Bermúdez, F., Arraiz, N., Leal, E., Linares, S., Mengual, E., Valdelamar, L., Rodríguez, M., Seyfi, H., Amell, A., Carrillo, M., Silva, C., Acosta, A., Añez, J., Andara, C., Angulo, V. y Martins, G. (2007). Biología molecular de los transportadores de glucosa: clasificación, estructura y distribución. Archivos Venezolanos de Farmacología y Terapéutica 26(2): 76-86
Castrejón, V., Carbó, R. y Martínez, M. (2007). Mecanismos moleculares que intervienen en el transporte de glucosa. Revista de Educación Bioquímica 26(2): 49-57.
Sandoval, R., Vargas, B. Flores, L. y Gurrola, C. (2016). Glucotransportadores (GLUT): aspectos clínicos, moleculares y genéticos. Gaceta Médica de México 152: 547-557.
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