Universidad nacional del centro del Perú

Facultad de zootecnia

Profesor: Ing. Mg. Rafael Pantoja Esquivel

Alumno: Pretil Prudencio Egler Yair

Semestre: “ii”

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LA GLUCOLISISRealiza un mapa conceptual o mental de los transportadores de la glucosa en los seres vivos. (Transportadores: Glut 1, Glut 2, Glut 3, Glut 4 y Glut 5)

TRANSPORTADORES DE LA GLUCOSA

GLUT 2Un Glut con función glucosensora. El Glut-2 es un transportador de glucosa de baja afinidad (Km = 15–20 mM) que se expresa en el 15 20hígado humano adulto, riñón, células beta de lo sislotes de Langerhans y en la membrana baso lateral de las células epiteliales del intestino delgado.

GLUT 2Un Glut con función glucosensora. El Glut-2 es un transportador de glucosa de baja afinidad (Km = 15–20 mM) que se expresa en el 15 20hígado humano adulto, riñón, células beta de lo sislotes de Langerhans y en la membrana baso lateral de las células epiteliales del intestino delgado.

GLUT 3El Glut de más alta afinidad por la glucosa. El Glut-3 es un transportador de glucosa de alta afinidad (Km = 1-2 mM) que fue caracterizado primariamente en cerebro. Bajos niveles de Glut-3 se han detectado en miocardio fetal y adulto, placenta, hígado y músculo.

GLUT 3El Glut de más alta afinidad por la glucosa. El Glut-3 es un transportador de glucosa de alta afinidad (Km = 1-2 mM) que fue caracterizado primariamente en cerebro. Bajos niveles de Glut-3 se han detectado en miocardio fetal y adulto, placenta, hígado y músculo.

GLUT 5Un Glut específico para la Fructosa. Se expresa fundamentalmente en la células del ribete en cepillo del intestino delgado donde media el paso de la fructosa desde el lumen a la célula epitelial intestinal. Bajos niveles de este transportador también se encuentran en eritrocitos, riñón, espermatozoides, músculo esquelético y tejido adiposo de humanos y ratas.

GLUT 5Un Glut específico para la Fructosa. Se expresa fundamentalmente en la células del ribete en cepillo del intestino delgado donde media el paso de la fructosa desde el lumen a la célula epitelial intestinal. Bajos niveles de este transportador también se encuentran en eritrocitos, riñón, espermatozoides, músculo esquelético y tejido adiposo de humanos y ratas.

GLUT 4Un Glut con gran movilidad. Se expresa fundamentalmente en tejido muscular estriado, tejido muscular cardíaco y adipocito. La regulación de su localización en el citosol o en la membrana es bajo control de la insulina.

GLUT 4Un Glut con gran movilidad. Se expresa fundamentalmente en tejido muscular estriado, tejido muscular cardíaco y adipocito. La regulación de su localización en el citosol o en la membrana es bajo control de la insulina.

GLUT. 1

Un Glut de alta afinidad presente en tejidos que utilizan a la glucosa como combustible principal El Glut-1 parece ser el transportador de glucosa más ampliamente distribuido en el ser humano. Este se expresa en numerosos tejidos y como los eritrocitos, de células endoteliales, células nerviosas, placenta, placenta glóbulos blancos riñón (mesangio), tejido adiposo.

GLUT. 1

Un Glut de alta afinidad presente en tejidos que utilizan a la glucosa como combustible principal El Glut-1 parece ser el transportador de glucosa más ampliamente distribuido en el ser humano. Este se expresa en numerosos tejidos y como los eritrocitos, de células endoteliales, células nerviosas, placenta, placenta glóbulos blancos riñón (mesangio), tejido adiposo.

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GLUT-1El número de moléculas transportadoras de proteínas GLUT-1 que se encuentran presentes en todos los tejidos humanos son superiores en los vasos sanguíneos, en la membrana protectora de los vasos del cerebro y en los tejidos fetales. El GLUT-1 tiene una gran afinidad con las moléculas de glucosa y asegura que, tanto el cerebro como las células sanguíneas, reciban los niveles adecuados de glucosa. El GLUT-1 también es capaz de transportar galactosa, pero no fructosa.

FUNCION Y DISTRIBUCION TISULAR: El transportador de glucosa 1 (GLUT 1) es una proteína codificada por el gen SLC2A1 (Solute Carrier Family 2).  Se encuentra ampliamente distribuido en los tejidos fetales, y en los adultos se encuentra expresado en sus máximos niveles en eritrocitos y en el endotelio de los tejidos barrera como la barrera hematoencefálica.

     La producción de energía en los eritrocitos depende de un suministro contante de glucosa proveniente del plasma sanguíneo. La glucosa puede ser transportada hacia el eritrocito mediante difusión facilitada a través del transportador de glucosa 1. 

GLUT1: tiene dos subtipos principales en el cerebro, estos son 45k y 55k.  GLUT1 45K se encuentra presente en la glia (astrocitos) de las neuronas, mientras que GLUT1 55k se encuentra en los capilares del cerebro y es el responsable por el transporte de la glucosa a través de la barrera hematoencefálica y su deficiencia causa un nivel bajo de glucosa en el líquido cefalorraquídeo (menor a 60 mg/dl) el cual puede manifestarse como convulsiones en los individuos que lo padecen.

Es el responsable del bajo nivel recepción de la  de glucosa basal requerido para sostener la respiración celular. Los niveles de expresión de GLUT1 en las membranas celulares se incrementan por la reducción de los niveles de glucosa, y son disminuidos por el aumento de los niveles de glucosa

También un receptor importante para la absorción de la vitamina C, especialmente en los mamíferos no productores de vitamina C. En los mamíferos que producen vitamina C, GLUT4 se expresa a menudo en lugar de GLUT1 (el ser humano no sintetiza vitamina C).

Por que afecta GLUT 1, su diagnostico y clínica

POR QUE? La deficiencia del transportador GLUT-1 se produce debido a mutaciones en el gen SLC2A1 que codifica esta proteína. Esta deficiencia es un trastorno genético autosómico dominante, que en la mayoría de los casos es esporádico (es decir, los padres NO son portadores de mutaciones en este gen y éstas mutaciones aparecen de nuevo en los hijos).

CLINICA:La afección de GLUT 1 se expresa en su forma clásica como un cuadro similar al siguiente:

Epilepsia grave: de inicio precoz y sin respuesta a fármacos antiepilepticos Retraso en el crecimiento cefálico y microcefalia adquirida Retraso en el desarrollo psicomotor Ataxia: descoordinación en el movimiento de las partes del cuerpo Espasticidad: trastorno motor del sistema nervioso en el que algunos músculos se mantienen permanentemente contraídos.

En general, la historia prenatal y perinatal es normal. Un dato muy importante es que la clínica empeora con el ayuno y mejora con la ingesta.

DIAGNOSTICO

El diagnóstico se realiza por medio del análisis de líquido cefalorraquídeo (LCR) mediante una punción lumbar. En los resultados se encuentra una glucosa baja a pesar de que la glucosa en el plasma es normal, y un lactato descendido. La confirmación del diagnóstico se realiza mediante el estudio genético (búsqueda de mutaciones) en el gen del GLUT1.   

GLUT-2

El GLUT 2 es una proteína de 522 aminoácidos, codificada por un gen ubicado en el cromosoma 3. A diferencia de los otros GLUT su afinidad por la glucosa es baja (Km:17 mM). Transporta además galactosa y fructosa. Se expresa en células B pancreáticas, en hepatocitos, en enterocitos y en células tubulares renales. En células B pancreáticas y en hepatocitos facilita el ingreso de la glucosacomo respuesta al incremento de la glicemia (8).Debido a su elevado valor de Km, funciona en condiciones cinéticas de primer orden; esto quiere decir que es muy sensible a los cambios de glicemia e incrementa su actividad cuando se aumenta la glucosa en la sangre. Las características mencionadas permiten que la entrada de glucosa sea el primer paso en el estímulo para la secreción de insulina en las células B del páncreas y en el procesode glucogenogénesis en el hígado. En el enterocito se localiza tanto en la membrana luminal como en la baso lateral; en la membrana luminal es el responsable de la absorción intestinal de glucosa por difusión facilitada (12); en la membrana baso lateral permite el paso de glucosa al espacio extracelular. En el riñón se localiza en la membrana baso lateral del túbulo proximal, donde también permite el paso de glucosa al espacio extracelular.

El GLUT-2: tiene una afinidad menor con la glucosa en comparación con el GLUT-1. Está presente en todos los tejidos corporales y se concentra sobre todo en el hígado, los riñones, el páncreas y el intestino delgado. El GLUT-2 puede transportar glucosa, fructosa y galactosa. El GLUT-2 es un transportador de glucosa más activo cuando los niveles de ésta son elevados, por ejemplo, después de comer.

OTROS APORTES DEL GLUT 2

GLUT2 o transportadora de glucosa, también conocida como acarreadora de solutos (de glucosa) familia 2, miembro 2 (SLC2A2), es una transportadora transmembrana de proteínas que posibilita el movimiento pasivo de glucosa a través de las membranas celulares.Su localización tisular, en el hígado y en células beta-pancreáticas, desempeña una función de regulación de la insulina. En el hígado retira el exceso de glucosa de la sangre. En el páncreas regula la secreción de insulina.Es una isoforma de baja afinidad química por la glucosa del transportador de glucosa, una proteína implicada en el transporte pasivo de este monosacárido, especialmente importante en su reabsorción a nivel renal. En el intestino permite el paso de la glucosa hasta la sangre desde los enterocitos mediante transporte pasivo simple. En humanos, la proteína es codificada por el genSLC2A2

Presenta alta afinidad por la glucosa y se expresa en tejidos que tienen un alto requerimiento de este azúcar, aunque también transporta galactosa. Está formado por 596 aminoácidos y se codifica por un gen localizado en el cromosoma 12. Tiene una Km para la glucosa de 2 mM. En el ser humano se presenta su mayor expresión en el sistema nervioso central, en la placenta, en el hígado, en el riñón y en el corazón. En el cerebro su función está acoplada al GLUT 1, permitiendo el transporte vectorial de la glucosa desde la sangre hasta las neuronas. La deficiencia del GLUT 3 está relacionada con la restricción del crecimiento intrauterino fetal (IUGR), una complicación frecuente durante el embarazo. Los infantes expuestos a IUGR presentan hipoglucemia en el periodo neonatal, aumento en el riesgo de retraso mental y físico, así como enfermedades cardiovasculares y diabetes mellitus tipo II

GLUT 3

El GLUT 3: Es una proteína de 596 aminoácidos, codificada por un gen localizado en el cromosoma 12, con una Km para la glucosa de 2 mM; transporta además galactosa. Su mayor expresión, en los humanos, se da en neuronas del sistema nervioso central; también está presente en la placenta, el hígado, el riñón y el corazón (8,13).En el tejido muscular humano su expresión comienza a las 18 semanas de gestación y desaparece luego del nacimiento (11). En el tejido cerebral funciona en secuencia con el GLUT 1(ubicado en la barrera hematoencefálica), lo que permite un transporte de glucosa en forma vectorial desde la sangre hasta la neurona

El GLUT 4 es una proteína de 509 aminoácidos, codificada por un gen ubicado en el cromosoma 17. Tiene una Km para la glucosa de 5 mM. Se expresa en los tejidos donde el transporte de glucosa es dependiente de insulina: el músculo(cardíaco y esquelético) y el tejido adiposo. En ausencia de un estímulo apropiado, la mayor parte del GLUT 4 (aproximadamente el 90%) permanece almacenado en vesículas intracelulares, localizadas en el citoplasma. Estas vesículas, en donde reside el transportador, constituyen un compartimiento altamente especializado, cuyo tráfico y contenido sólo se conocen parcialmente;se sabe que en las vesículas, junto al GLUT 4, se localizan otras proteínas, que translocan juntamente con el transportador a la membrana citoplasmática,con la que finalmente se funden (14); uno de los mayores componentes de las vesículas es una amino peptidasa de función desconocida, también se ha descrito la sinaptobrevina (proteína asociada a vesículas) y una proteína ligadora de GTP (rav 4). Las vesículas están sometidas a un ciclo continuo de exocitosis endocitosis. La presencia de insulina, la contracción muscular, la estimulación eléctrica y la hipoxia son estímulos que activan la exocitosis

El mecanismo molecular que media entre el estímulo y la movilización de la vesícula a la membrana celular se conoce parcialmente y es objeto de múltiples investigaciones. El efecto de la insulina es el que se ha estudiado con mayor profundidad; el receptor de la insulina actúa como una quinasa que fosforila residuos de tirosina, del propio receptor y de otras proteínas. En ausencia de la insulina la actividad tirosina-quinasa permanece desconectada. Cuando la insulina se une al receptor se induce un cambio conformacional en éste, que estimula la actividad tirosina-quinasa. El receptor activado se autofosforila y, a su vez, fosforila varias proteínas en secuencia, las cuales inducen todos los efectos celulares de la insulina. Lasprincipales proteínas fosforiladas por el receptor son las IRS (Insuline receptor substrate), de las cuales se han descrito cuatro, con diferentedistribución tisular. Estas IRS, a su vez, activan otras proteínas entre las cuales se incluyen una que es homóloga del colágeno (SHC) y el Gab 1(proteína asociada al receptor del factor de crecimiento Grb2) (16), que desencadenan una cascada de eventos moleculares, incluyendo,entre otros, la translocación de las vesículas.Esta exocitosis de las vesículas incrementa momentáneamente el número de GLUT 4 en la membrana del miocito o del adipocito (16,17) y por consiguiente la entrada de glucosa a estas células. Cuando el estímulo cesa se desencadena la endocitosis, la cual involucra la formación de trisqueliones de clatrina y la participación del citoesqueleto celular

GLUT5 El GLUT 5: Es una proteína de 501 aminoácidos, codificada por un gen localizado en el cromosoma, prácticamente es un transportador de fructosa, ya que su afinidad por otros monosacáridos, incluyendo la glucosa, es mínima. Se localiza en elYeyuno membrana luminal, los espermatozoides, las células tubulares renales y las células de la microglia.

Es un transportador de fructosa expresado en la membrana apical de enterocitos en el intestino delgado GLUT5 permite a la fructosa ser transportada desde el lumen intestinal al enterocito por difusión facilitada debido a la alta concentración de fructosa en el lumen intestinal. GLUT5 se expresa también en el músculo esquelético, testículo, riñón, tejido adiposo, y el cerebroLa mal absorción de fructosa o "intolencia dietaria a la fructosa" es un desajuste dietario en el intestino delgado, donde la cantidad de "transportador de fructosa" en los enterocitos es deficiente.En el ser humano la proteína GLUT5 es codificada por el gen SLC2A5

Función:• Encargadas del transporte de fructosa.• Abunda: membrana luminar de losenterocitosOtras proteínas• Cotransportadores de Na2+ y glucosa (simportador)• Se encuentra en la membrana luminar del entericito y la célula del túbulo contorneado renal.

CONCLUSION

La identificación del gen SLC2A1 como causante del síndrome de deficiencia del transportador de glucosa Glut1 ha permitido la aplicación de métodos diagnósticos a pacientes que, sin presentar el fenotipo tradicional de encefalopatía epiléptica, disminución de la tasa de crecimiento cefálico y retraso mental e hipoglucorraquia, presentan otra serie de manifestaciones neurológicas, como el retraso mental aislado. La aparición de alteraciones neurorradiológicas en la temprana infancia, que persisten entrada la edad adulta, enfatiza la importancia de establecer el diagnóstico lo más pronto posible y el comienzo de las terapias disponibles. Se espera que emerja una nueva generación de recursos terapéuticos del estudio de animales transgénicos deficientes en Glut1, recientemente creados en el laboratorio de los autores, así como del mejor entendimiento de la fisiopatología molecular de la enfermedad.

•Uldry M, Thorens B (February 2004). «The SLC2 family of facilitated hexose and polyol transporters». Pflügers Archiv : European Journal of Physiology 447 (5):  pp. 480–9. doi:10.1007/s00424-003-1085-0. PMID 12750891. •Hundal HS, Darakhshan F, Kristiansen S, Blakemore SJ, Richter EA (1998). «GLUT5 expression and fructose transport in human skeletal muscle». Advances in Experimental Medicine and Biology 441:  pp. 35–45. PMID 9781312

BIBLIOGRAFÍA

KELLETT GL, HELLIWELL PA. The diffusive component of intestinal glucose absorption is mediated by the glucose-induced recruitment of GLUT 2 to the brush-border membrane. Biochem J 2000; 350:155-162. 13.

SHIN BC, FUJIKURA K, SUZUKI T, TANAKA S. Glucose transporter GLUT3 in the rat placental barrier: apossible machinery for the transplacental transfer of glucose. Endocrinology 1997; 138: 3.997-4.004.

MASTICK CC, AEBERSOLD R, LIENHARD GE. Characterization of a major protein in GLUT 4 vesicles. J Biol Chem1994; 269: 6.089-6.092.