revisoTransportadores de Glicose

Ubiratan Fabres Machado

Laboratrio de Endocrinologia eMetabolismo, Departamento de

Fisiologia e Biofsica, Instituto deCiencias Biomdicas da Universidade

de So Paulo, SP.

Recebido em 06/07/98Revisado em 30/09/98

Aceito em 17/10/98

RESUMOA glicose, principal fonte de energia celular, transportada na maioriadas clulas por difuso facilitada, atravs de protenas transportadoraspresentes na membrana plasmtica. Est caracterizada a existencia deurna familia de transportadores (GLUT1-GLUT7), com caractersticas fun-cionis e distribuio tecidual distintas. Por outro lado, em epiteliosintestinal e tubular renal, o transporte contra gradiente e acoplado aoNa+ na membrana apical das clulas atravs de cotransportadores(SGLT1-SGLT2), com posterior difuso para o intersticio atravs de GLUTspresentes na membrana basolateral. As alteraes fisiopatolgicas dotransporte de glicose passaram a ser investigadas atravs da anlise dostransportadores, objetivando futuras abordagens preventivas ou tera-puticas. Uma mutao em um aminocido do SGLT1 j foi descrita namalabsoro de glicose/galactose. Na glicosria renal familiar, a par-ticipao do SGLT2 e do SGLT1 parece ser fundamental, seja por perdada capacidade de transporte, seja por diminuio na afinidade dotransportador. A sndrome de De Vivo, descrita em recm-nascidos comquadro convulsivo, e hipoglicorraquia na vigncia de normoglicemia,foi atribuda a uma reduo no contedo de GLUT1, nas clulasendoteliais da barreira hematoenceflica. Extensas investigaes tmsido conduzidas para avaliar o papel do GLUT4 em alteraes de sensi-bilidade insulnica, tais como diabete melito tipo 2 (DM2). Os estudos re-velam que no DM2, o GLUT4 reduz-se dramaticamente o que desem-penha um importante papel na resistncia insulnica. Na obesidade, ocontedo de GLUT4 no est diminudo enquanto a sensibilidade insulina estiver preservada. plausvel propor-se que a modulao doGLUT4 seja acionada por uma conjuno de fatores que expressam asensibilidade celular insulina. Alm disso, o DM altera o contedo deGLUT 1 e GLUT2 no tbulo renal, mas o papel dessa modulao noprocesso de reabsoro da glicose ainda desconhecido. (Arq BrasEndocrinol Metab 1998;42/6:413-421).Unitermos: Transporte de glicose; Transportadores de glicose; GLUT; SGLT;diabete melito

ABSTRACTGlucose, the main source of energy in the cell, is transported in mostcells through facilitated diffusion, by the transporter proteins present inthe plasma membrane. These proteins constitute a family of trans-porters (GLUT1-GLUT7), with distinct functional features and tissue distri-bution. In epithelial tissues, such as intestine and renal tubule; however,glucose transport is against its gradient, and coupled to Na+, in the api-cal membrane of these cells through cotransporters (SGLT1-SGLT2), withposterior diffusion into the interstice through the GLUTs present in thebasolateral membrane. Physiopathological changes in glucose trans-port started to be analysed through transporters with a view to futurepreventive or therapeutic approaches. Mutation in one amino acid ofthe SGLT1 has been described in glucose/galactose malabsorption. Infamilial renal glycosuria, the participation of SGLT2 and SGLT1 seems to

be fundamental, either by loss of transport capaci-ty or by decrease in the transporter affinity. DeVivo's syndrome, described in convulsive infantswith hypoglycorrachia during normoglycaemia, hasbeen attributed to a reduction in the GLUT1 contentin endothelial cells at the blood-brain barrier.Extensive studies have been conducted to assessthe role of GLUT4 in changes related to insulin sensi-tiveness, such as diabetes mellitus type 2 (DM2).These studies have revealed that, in DM2, the GLUT4content is drastically reduced, playing an importantrole in insulin resistance. In obesity, the GLUT4 con-tent is not diminished providing that insulin sensitive-ness is preserved. It is plausible to propose that themodulation of GLUT4 is triggered by a combinationof factors indicating cellular sensitiveness to insulin.In addition to that, DM changes the GLUT1 andGLUT2 contents in the renal tubule, but the role ofthis modulation during the process of glucose reab-sorption is still unknown. (Arq Bras Endocrinol Metab1998;42/6:413-421).Keywords: Glucose transport; Glucose transporters;GLUT; SGLT; Diabetes mellitus

AGLICOSE A PRINCIPAL FONTE de energia paratodos os tipos celulares de mamferos, nos quais responsvel pelo provimento de ATP tanto em con-dies aerbicas como anaerbicas. A glicose umamolcula polar, insolvel na membrana plasmtica, eo seu transporte realizado atravs de difuso facili-tada, portanto a favor de seu gradiente de concen-trao, e dependente da presena de protenas trans-portadoras (GLUTs) na superfcie de todas as clulas.Alm disso, em clulas epiteliais como as do intestinodelgado e do tbulo renal, os processos de absoroe reabsoro respectivamente, ocorrem atravs de umprocesso de transporte acoplado ao on sdio, o qualpromove um transporte contra gradiente de concen-trao de glicose e a favor do gradiente de concen-trao de Na+, atravs de protenas transportadoras(SGLTs) presentes no bordo em escova da clulaepitelial. Nestas clulas, a glicose concentrada nointracelular difunde-se para o extracelular por difusofacilitada atravs de GLUTs presentes na membranabasolateral.

Os GLUTs tm capacidade de realizar fluxo bi-direcional de glicose e, de fato, o gradiente dosubstrato que determinar a direo intra ou extra-celular da glicose (1). Considerando-se que a glicose,como substrato energtico, est constantementesendo consumida nas clulas, as foras de gradientegarantem um influxo do substrato na maioria dos

tipos celulares, atravs das diferentes isoformas detransportadores. Entretanto, basta a concentraointracelular de glicose ser maior que a extracelularpara que as foras de gradiente promovam um efluxodo substrato atravs da isoforma presente. Isto acon-tece, por exemplo, atravs do GLUT2 em hepatci-tos, nos quais a glicogenlise e/ou a gliconeogneseelevam a concentrao intracelular de glicose, ouainda, atravs de GLUT 1 ou GLUT 2 em clulasepiteliais de intestino e tbulo renal, nas quais a gli-cose transportada acoplada ao Na+ pelos SGLTs,elevando a concentrao intracelular do substrato,para ento ocorrer um efluxo a favor de gradiente namembrana basolateral dessas clulas.

CARACTERIZAO DOS TRANSPORTADORESDE GLICOSE

Na dcada de 80 foi caracterizada pela primeira vezuma protena transportadora de glicose. A seqnciade aminocidos da protena transportadora de glicosepresente em eritrcitos foi deduzida baseada em umcDNA clonado a partir de clulas de hepatomahumano HepG2 (2). Desde ento, a ocorrncia dessaprotena foi intensamente investigada nos diferentestipos celulares, o que conduziu a demonstrao daexistncia de uma famlia de gens responsveis pelaexpresso de diferentes isoformas de protenas trans-portadoras de glicose. J na dcada de 90 estava bemcaracterizada a existncia de 7 tipos de protenas trans-portadoras de glicose (Tabela 1), designadas comoGLUT e numeradas de acordo com a ordem crono-lgica de clonagem (1,3-4).

Na mesma poca, Hediger e cols (5) descreveram aseqncia primria da protena transportadora de gli-cose acoplada ao Na+ a qual foi designada comoSGLT1 (Tabela 1). importante ressaltar que essaprotena transportadora no apresenta alta homologiacom os GLUTs, sendo portanto membro de umafamlia diferente de protenas transportadoras. Maisrecentemente foi caracterizada uma segunda isoformade transportador de glicose acoplada ao Na+ designadacomo SGLT2 (6-7). Est demonstrado que os SGLTspertencem a uma famlia de protenas transportadorasde solutos acoplados ao Na+, da qual fazem parte almdos transportadores de glicose, o transportador deaminocidos neutros (SAAT1) (8) correspondente aobem caracterizado sistema A de transporte de amino-cidos; o transportador de myo-inositol (SMIT) (9), otransportador de prolina (putP) (10) e do cido pan-totnico (panP ) (11), esses dois ltimos descritos emEscberichia coli.

Caractersticas bioqumico-moleculares dostransportadoresA anlise hidroptica das seqncias primrias dosGLUTs sugere a existencia de 12 segmentos transmem-brnicos hidrofbicos (S), alguns formando verdadeirasa-hlices perpendiculares ao plano da membrana plas-mtica, que representam verdadeiros poros ou canaisatravs dos quais a molcula de glicose pode cruzar amembrana. Esses domnios so conectados por segmen-tos hidroflicos extra e intracelulares. As terminaesNH2 e COOH so citoplasmticas, uma grande ala deconexo encontrada entre os segmentos S6-S7, e umpotencial stio de N-glicosilao encontrado na alaextracelular de conexo entre S1-S2 (4). Comparandoas diferentes isoformas, as seqncias de aminocidosso altamente conservadas nos segmentos transmem-brnicos, sugerindo que esses domnios so responsveispela caracterstica comum a todas, que a capacidade detransportar glicose, e a homologia diminui nas termi-naes NH2 e COOH, assim como nas alcas de conexoentre os segmentos S1-S2 e S6-S7, sugerindo que essesdomnios so responsveis pelas especificidades de cadaisoforma tais como caractersticas cinticas, regulaohormonal, localizao celular e imunogenicidade (3). Atopologia dos transportadores de glicose GLUTs ini-cialmente proposta por Mueckler e cols (2) para oGLUT 1, e posteriormente confirmada para as outrasisoformas (12), e pode ser vista na Figura 1.

Similarmente, os SGLTs tambm apresentam 12segmentos transmembrnicos, a ala extracelular deligao entre S5 e S6 potencial stio de glicosilao,e as terminaes NH2 e COOH tambm esto loca-lizadas no citosol, no entanto, o domnio COOH alta-mente hidrofbico, deve encontrar-se em contatodireto com a superfcie interna da membrana plasmti-ca. Altamente homlogos entre si, apresentam, entre-tanto, baixa homologia com os GLUTs (13).

Uma importante diferena entre as vrias isoformasde GLUTs a capacidade de transportar glicose de cadauma. Estudos cinticos tem mostrado vrios resultados,muitos controvertidos, dependendo do tipo de anlogoou do modelo experimental utilizado para monitorizara funo de transporte, ou ainda, dependendo do tipocelular investigado. Uma anlise conclusiva pode serobtida a partir da investigao da cintica de transporteda D-glicose em estudos nos quais cada isoforma expressa isoladamente em Xenopus Oocytes, os quais nopossuem transportadores de glicose nativos. A Tabela 2mostra os principais parmetros cinticos dos trans-portadores, assim como outras caractersticas bioqumi-co-moleculares de cada isoforma.

Em relao ao SGLT1 e SGLT2, funcionalmentediferem principalmente pelas caractersticas cinticas eeletrognicas: o primeiro, de baixa capacidade paratransportar glicose, acopla 2 ons Na+ para cada mol-cula de glicose, enquanto o segundo, de alta capacidade

para transportar o substrato, acopla 1 ion Na+ para cadamolcula de glicose. Outras caractersticas bioqumico-moleculares dos SGLTs podem ser vistas na Tabela 2.

REPERCUSSES FISIOPATOLGICAS DEDEFEITOS NA EXPRESSO GNICA DOS

TRANSPORTADORES DE GLICOSE

Defeitos Genticos na Expresso dos Transpor-tadores de GlicoseGLUT1Uma reduo no contedo de GLUT1 presente emeritrcitos, a qual se reflete em diminuio da capaci-

dade dessas clulas transportarem glicose foi descritapela primeira vez por De Vivo e colaboradores (23) emduas crianas de ~2 meses de idade. Atribuindo-se queessa deficincia seja ubqua a todos os territrios queexpressam a isoforma GLUTl, este defeito seriaresponsvel por uma reduo no fluxo de glicoseatravs da barreira hematoenceflica, na qual o trans-porte de glicose para o SNC s pode ocorrer por fluxotransendotelial atravs do GLUT1. Essas crianas apre-sentavam quadro convulsivo intenso, que no respon-dia a teraputica anticonvulsivante convencional, comhipoglicorraquia na vigncia de normoglicemia e semaumento do lactato liqurico, o que indica no estar

ocorrendo aumentado consumo da glicose liqurica.Este quadro ficou registrado como Sndrome de DeVivo, e recentemente tivemos a oportunidade derelatar mais dois casos diagnosticados em recm-nasci-dos (24).

Prope-se que o quadro convulsivo seja decorrenteda falta de substrato energtico proveniente da meta-bolizao da glicose no SNC, sendo interessanteobservar que todos os pacientes diagnosticados inter-romperam o quadro convulsivo com a introduo deuma dieta cetognica. Considerando-se que o SNC,especialmente em recm-nascidos, tem grande capaci-dade de oxidar corpos cetnicos utilizando-os comofonte de energia, o diagnstico de deficincia deGLUT1 subsidia a utilizao teraputica dessa dieta.Entretanto, uma reduo no contedo de GLUT1 notem sido detectada em todas as crianas portadoras dequadro convulsivo resistente a terapia convencional, eque se beneficiam com a dieta cetognica.

A caracterizao do defeito gentico ainda no estclara. De Vivo e cols (23) avaliaram o contedo deGLUT 1 nos pais de seus pacientes e nenhuma alte-rao foi detectada, sugerindo que o defeito tenhasurgido de uma mutao espontnea. Finalmente,considerando-se que a deficincia de GLUT 1 na sn-drome no total, a evoluo desses pacientes podeser benigna, seja por que eles adquiram a capacidadede expressar a protena em quantidades satisfatrias,seja por que a necessidade de GLUT1 diminua com odesenvolvimento. De qualquer maneira, os danos de-correntes do perodo que antecede o tratamento coma dieta podem ser irreparveis, e atraso de desenvolvi-mento com hipotonia leve est presente em todos oscasos descritos (23,24). Dessa forma, ressalta-se aimportncia do diagnstico precoce, com introduoimediata da dieta cetognica para melhorar o progns-tico desses pacientes.

SGLTsDuas doenas genticas envolvendo distrbios naabsoro de glicose j foram correlacionadas com alte-raes no contedo tecidual de SGLTs. A doena demalabsoro de glicose-galactose uma heranaautossmica recessiva rara, caracterizada por diarriasevera com desidratao devido a reteno de gua notrato intestinal por perda osmtica, devido a per-manncia de glicose/galactose e Na+ no absorvidosno intestino (25). Uma mutao em apenas umaminocido (Asp-28 para Asn-28) do SGLT1 foidetectada em uma famlia sria portadora da deficin-cia. Este aminocido est localizado na superfcie cito-plasmtica do primeiro segmento transmembrnico e

parece ser fundamental para a funo transporte. Defato, a insero de um cRNA mutante em ocitos con-firmou que esta mutao resulta em perda da capaci-dade de transportar substratos. Alm disso, a ASP-28do SGLT1 est conservada em rato, coelho e porco,assim como em outros transportadores correlatos taiscomo SAAT1, SMIT1 e SNST1 (26). Por outro lado,esta mutao no foi detectada em outras famlias por-tadoras de malabsoro, indicando que outrasmutaes podem estar envolvidas em perda da capaci-dade de transportar glicose (27).

Glicosria renal familiar uma sndrome relativa-mente benigna, restrita aos rins e herdada de formaautossmica dominante (25). Os indivduos afetadosapresentam vrios graus de poliuria e polidipsia, e odiagnstico pode ser confirmado quando detecta-seglicosria na ausncia de hiperglicemia ou qualqueroutro defeito renal. De acordo com Desjeux (25), notipo A a reabsoro tubular mxima da glicose (TmG)est reduzida, enquanto no tipo B, o l imiar de apare-cimento de glicose na urina est reduzido, sem alte-rao no TmG. Tem sido proposto que mutaescausem perda de funo principalmente do SGLT2 notipo A, enquanto afetem a afinidade ao substrato prin-cipalmente do SGLT1 no tipo B (13). O carcterautossmico dominante da glicosria renal familiarsugere que ambos os alelos do SGLT2 precisam estarintactos para garantir a expresso gnica necessriapara o clearance da glicose. Embora uma mutao nogen do SGLT2 no cromossoma 16 ainda no tenhasido claramente demonstrada, um defeito no cromos-soma 6, associando glicosria renal com determinadosgentipos de HLA, foi relatado em 5 famlias porta-doras da doena (28). A glicosria renal familiar dotipo B tambm tem sido detectada em pacientes por-tadores de malabsoro da glicose/galactose, ressal-tando a alterao do SGLT1 como fator etiopato-gnico comum.

Defeitos adquiridos na expresso dos trans-portadores de glicoseGLUT 4So chamados de tecidos sensveis insulina aquelesque so capazes, sob estmulo hormonal, de aumentaraguda e intensamente a sua capacidade de transportarglicose. Esses tecidos, tecido adiposo branco e mar-rom, musculatura esqueltica e cardaca, expressamalm da protena GLUT1 uma isoforma especfica oGLUT4, cuja distribuio celular em condies basais,isto , na ausncia de estmulo insulnico, cerca deapenas 10% presente em membrana plasmtica e 90%presentes em membranas microssomais que cons-

tituem pequenas vesculas intracelulares. A ligao dainsulina a seu receptor aciona o mecanismo de sina-lizao intracelular e sabe-se que a ligao/ativao doIRS1 com a enzima PI3-quinase um passo essencialpara ativar um sistema ainda pouco conhecido, quepromove um rpido deslocamento das vesculasintracelulares para a superfcie celular, onde fundem-secom a membrana plasmtica, aumentando a densidadede protenas transportadoras GLUT4 (29).

Esse mecanismo, chamado de translocao oresponsvel pelo aumento de captao de glicose, porexemplo no estado ps-prandial, quando o gradientede glicose est favorecido e a presena de maiores con-centraes de insulina garante a translocao do trans-portador. queda dos nveis insulinmicos segue-seum processo de internalizao do GLUT 4, o que deveenvolver a atividade da protena clatrina que polime-rizando-se promove a endocitose de pequenas vescu-las formadas a partir da membrana plasmtica, seme-lhantemente a outros processos de internalizao,reduzindo novamente o ndice de transporte de glicosenesses tecidos (30).

sempre importante lembrar que a insulina podeainda favorecer o transporte de glicose em tecidos nosensveis insulina simplesmente por favorecer o gra-diente de concentrao da glicose medida queaumenta o consumo intracelular do substrato, porexemplo, ativando a via glicoltica em eritrcitos ouainda a via glicogeniognica em hepatcitos, o que nodeve ser considerado transporte hormnio sensvelpois no envolve uma modulao no sistema trans-portador da glicose.

Assim que os transportadores de glicose foram ca-racterizados, inmeras investigaes foram conduzidascom o objetivo de determinar o papel do GLUT4 nasalteraes de sensibilidade insulina. A resistncia insulina caracteriza-se, entre outros fatores, por umareduzida capacidade dos tecidos sensveis insulinacaptarem glicose, e tem sido apontada como elementoetiopatognico importante para o aparecimento dealteraes mrbidas tais como hipertenso, dislipi-demia, doena cardiovascular aterosclertica, obesi-dade e diabete melito (DM) entre outras (31).

Em humanos portadores de DM tipo 2, foi inicial-mente descrito que o GLUT4 diminui no tecido adi-poso branco (32), sem entretanto ter sido demonstradauma modulao ubqua a todos os tecidos sensveis insulina. Em modelos animais, os estudos iniciais foramcontraditrios e embora alguns resultados tenhammostrado uma reduo no GLUT4, outros evidencia-ram ausncia de modulao ou at mesmo aumento nocontedo do transportador, especialmente em tecido

adiposo branco, sugerindo a existncia de uma regu-lao tecido-especfica (33-36). Dessa forma, a ver-dadeira regulao do GLUT4 no DM e/ou obesidadeno era um fato claramente determinado.

Mais recentemente, uma srie de novos estudoscuidadosamente conduzidos, nos quais tivemos umaparticipao importante, contriburam para o esclareci-mento dessa regulao. Inicialmente, importanteressaltar que a anlise do contedo de GLUT4 no teci-do adiposo branco, precisa ser cuidadosamente avaliadadevido s alteraes morfolgicas e estruturais que ocor-rem na clula adiposa, especialmente quando a obesi-dade est presente, o que freqente nos modelosexperimentais de DM tipo 2. Estudando camundongosportadores de DM tipo 2 com obesidade por tratamen-to com glutamato monossdico (MSG) ou com auro-thioglicose (AuTG), o primeiro hipofgico e o segundohiperfgico, observamos que o volume da clula adiposaaumenta 11 a 14 vezes, enquanto o contedo deGLUT4, se expresso por clula, mostra-se 2 a 3 vezesaumentado em relao a controles, semelhantemente amuitos relatos da literatura (37). Entretanto, obvioque nesta situao ocorreu uma reduo na expressognica do GLUT4, a qual pode ser claramente observa-da quando analisados o contedo de transportadorexpresso por unidade de superfcie celular, por grama detecido, ou ainda o contedo total de GLUT4 presenteno tecido. Ainda importante ressaltar que o resultadoinicialmente obtido atravs de anlise de Western blot-ting, expresso por micrograma de protena submetida eletroforese, no deve ser diretamente analisado quandoa obesidade est presente pois a massa adiposa aumentana obesidade principalmente s custas de maiordeposio lipdica e, portanto, a recuperao de prote-na tecidual, seja por grama de tecido ou por clula, estsempre reduzida (37). Tomadas as devidas precauesna anlise do contedo tecidual de GLUT 4, demons-tramos tanto em camundongos MSG como AuTG queocorre uma reduo importante no GLUT4, no apenasem msculo esqueltico e cardaco, como tambm emtecido adiposo branco e marrom (38).

Considerando que o contedo de GLUT4 estreduzido no DM tipo 2, um importante estudo inves-tigou o mecanismo de translocao do GLUT4, esto-cado em um "pool" intracelular, frente a estmulo cominsulina, no qual verificamos que a translocao esti-mulada "in vivo" estava porcentualmente preservadanos animais diabticos, indicando que o aparelho celu-lar responsvel pela migrao das vesculas que contmGLUT4 est preservado (39). Em relao ao GLUT1,nenhuma alterao no contedo tecidual foi observadatanto em camundongos MSG como AuTG (38-39).

Adicionalmente, medidas sabidamente capazes demelhorar o DM, recuperando a sensibilidade insuli-na j foram investigadas. Neste sentido, tanto o ema-grecimento de camundongos MSG (40), como otratamento com metformina (41), mostraram-secapazes de diminuir a resistncia insulina, restauran-do o contedo de GLUT 4 em todos os tecidos sen-sveis insulina.

Lembrando que esses modelos de DM tipo 2 sotambm portadores de obesidade severa, procurou-seinvestigar o papel da obesidade nessa regulao. Paraisto investigou-se o contedo de GLUT4 em ratospinealectomizados, os quais desenvolvem resistncia insulina na ausncia de obesidade, verificando-se umareduo no contedo de transportador em todos ostecidos sensveis insulina (42). Alm disso, avaliando-se o contedo de GLUT4 durante o desenvolvimentode camundongos tratados com MSG, verificou-se queaos 2 e 4 meses de idade, na vigncia de sinais evi-dentes de obesidade, mas sem sinais de resistncia insulina, o contedo tecidual de GLUT4 estava preser-vado, com tendncia a aumento no tecido adiposobranco. Somente quando a resistncia insulina estavainstalada, o que ocorreu aos 7 meses de idade, areduo no contedo tecidual de transportador foidetectada (43).

Esses estudos demonstram que no DM, a resistn-cia insulina acompanha-se de diminuio no conte-do de GLUT4. Quando a obesidade est instalando-se, e a sensibilidade ao hormnio est preservada ouat aumentada, o contedo de GLUT4 paralelamentepode ser encontrado preservado ou aumentado, espe-cialmente no tecido adiposo branco. Esta anlise fun-damental para se compreender os conflitantes resulta-dos encontrados na literatura, os quais referem-se amodelos diversos e em diferentes momentos doprocesso de evoluo da resistncia insulina.

Uma questo que tem sido extensivamentepesquisada busca determinar qual o verdadeiro fatormodulador da expresso gnica do GLUT4, especial-mente em relao insulina e glicose. Nesse sentido,Klip e colaboradores (44) publicaram uma extensareviso na qual delineia-se, apesar de grandes dificul-dades na compreenso dessa regulao, que nem ainsulinemia, nem a glicemia parecem regular direta-mente e de maneira inequvoca, a expresso doGLUT4. Entretanto, fica plausvel admitir-se que oprincipal regulador seja o grau de sensibilidade teci-dual insulina. Alm disso, parece evidente que alte-raes traducionais esto presentes, justificando aausncia de correlao entre o contedo de mRNA e oda protena GLUT4 em alguns modelos (44).

GLUT 2 e GLUT1No rim, a maior parte da glicose reabsorvida no seg-mento S1 da poro inicial do tbulo renal atravs doSGLT2, e ento difunde-se para o extracelular atravsdo GLUT2. Uma pequena quantidade residual de gli-cose reabsorvida no segmento S3, mais medular,atravs do SGLT1, e ento difunde-se para oextracelular atravs do GLUT1. Inicialmente, foidemonstrado que o contedo de GLUT2 aumenta e ode GLUT1 diminui em rim de ratos portadores deDM tipo 1 por tratamento com streptozotocina (45).Mais recentemente, confirmamos esses achados emratos tratados com aloxana, entretanto, em ratos de 15meses de idade, resistentes insulina, e modelos deDM tipo 2, demonstramos que o GLUT1 diminui namedula enquanto o contedo de GLUT2 no se alteraem cortex (46). Ambos os modelos assemelham-sequanto a alterao de homeostase glicmica, o quepode ser responsvel pela alterao do contedo tubu-lar de GLUT1. Por outro lado, o tipo 1 hipoinsuli-nmico com glicosria positiva, enquanto o tipo 2 hiperinsulinmico com glicosria negativa, e dessa for-ma pode-se supor que a insulinemia e/ou o contedotubular de glicose sejam os moduladores da expressognica do GLUT2 (46). O papel dessas alteraes decontedo de transportadores de glicose no fluxotransepitelial de glicose, assim como na prprianefropatia diabtica ainda no est estabelecido.

Na clula B pancretica, o influxo de glicose ocorreatravs do GLUT2, e isto representa um importantepasso no mecanismo de secreo da insulina induzidapela glicose. Recentemente, uma diminuio no con-tedo de GLUT 2 de clulas B pancreticas de roe-dores portadores de DM tipo 2 foi relatada.Adicionalmente, a gerao de camundongos GLUT2-/- mostrou que os animais desenvolvem hiperglicemiacom hipoinsulinemia e hiperglucagonemia, sugerindoque o GLUT 2 seja fundamental para o desenvolvi-mento e funcionamento normais do pncreasendcrino (47).

Em concluso, evidencia-se que a caracterizaomolecular das protenas transportadoras de glicoseabriu um imenso universo na investigao dos fluxosde glicose, o que representa um fenmeno celular vitalpara o equilbrio das funes do organismo. Naresistncia insulina, a qual desempenha um papelchave na ocorrncia de alteraes mrbidas, a anlisedas protenas transportadoras de glicose, especial-mente do GLUT 4, abre perspectivas que poderogerar abordagens preventivas ou teraputicas impor-tantes. Em outras patologias, a deteco de alteraesnos transportadores de glicose tem sido importante

para firmar diagnstico, subsidiar medidas teraputi-cas, e principalmente para esclarecer mecanismosfisiopatolgicos subjacentes.

REFERNCIAS

1. Bell Gl, Kayano T, Buse JB, Burant CF, Takeda J, Lin D, etal. Molecular biology of mammaliam glucose trans-porters. Diabetes Care 1990; 13:198-200.

2. Mueckler M, Caruso C, Baldwin AS, Panico M, Blench I,Morris HR, et al. Sequence and structure of a human glu-cose transporter. Science 1985;229:941-45.

3. Kasanick MA, Pilch PF. Regulation of glucose-transporterfunction. Diabetes Care 1990;13:219-227.

4. Thorens B, Charron MJ, Lodish HF. Molecular physiologyof glucose transporters. Diabetes Care 1990;13:209-218.

5. Hediger MA, Coady MJ, Ikeda TS, Wright EM. Expressioncloning and cDNA sequencing of the Na+/glucose co-transporter. Nature Lond 1987;330:379-381.

6. Wells RG, Pajor AM, Kanai Y, Turk E, Wright EM, Hediger MA.Cloning of a human cDNA with similarity to the sodium-glucose cotransporter. Am J Physiol1992;263:F459-F465.

7. Kanai Y, Lee WS, You G, Brown D, Hediger MA. Thehuman kidney low affinity Na+/ glucose cotransporterSGLT2: delineation of the major renal reabsorbtivemechanism for D-glucose. J Clin Invest 1994;93:397-404.

8. Kong CT, Yet SF, Lever JE. Cloning and expression of amammalian Na+/amino acid cotransporter withsequence similarity to Na+/glucose cotransporters. J BiolChem 1993;68:1509-1512.

9. Kwon HM, Yamauchi A, Uchida S, Preston AS, Garcia-Perez A, Burg M, et al. Cloning of the cDNA for aNa/myo-inositol cotransporter, a hypertonicity stress pro-tein. J Biol Chem 1992;67:6297-6301.

10. Nakao T, Yamato I, AnrakuY. Nucleotide sequence ofputP, the proline carrier of Escherichia coli K-12. MolGenet 1987;208:70-75.

11. Jackowski S, Alix JH. Cloning sequence, and expressionof the pantothenate permease (panF) gene ofEscherichia coli. J Bacteriol 1990;172:3842-3848.

12. Bell Gl, Burant CF, Takeda J, Gould GW. Structure andfunction of mammalian facultative sugar transporters. JBiol Chem 1993;268:19161-19164.

13. Hediger MA, Rhoads DB. Molecular physiology of sodium-glucose cotransporters. Physiol Rev 1994;74:993-1026.

14. Burant CF, Bell GI. Mammaliam facilitative glucose trans-porters: evidence for similar substrate recognition sites infunctionally monomeric proteins. Biochemistry 1992;31:10414-10420.

15. Burant CF, Takeda J, Brot-Laroche E, Bell Gl, DavidsonNO. Fructose transporter in human spermatozoa andsmall intestine is GLUT5. J Biol Chem 1992;267:14523-14526.

16. Colville CA, Seatter MJ, Jess TJ, Gould GW, Thomas HM.Kinetic analysis of the liver-type (GLUT2) and brain-type(GLUT3) glucose transporters in Xenopus oocytes: sub-strate specificities and effects of transport inhibitors.Biochem J 1993;290:701-706.

17. Fukumoto H, Kayano T, Buse JB, Edwards Y, Pilch P, BellGl, et al. Cloning and characterization of the majorinsulin-responsive glucose transporter expressed inhuman skeletal muscle and other insulin-responsive tis-sues. J Biol Chem 1989;264:7776-7779.

18. Kayano T, Fukumoto H, Eddy RL, Fan YS, Byers MG, ShowsTB, et al. Evidence for a family of human glucose trans-porter-like proteins. J Biol Chem 1988;263:15245-15248.

19. Keller k, Strube M, Mueckler M, Functional expression ofthe human HepG2 and rat adipocyte glucose trans-porters in xenopus oocytes. Comparison of kinetic para-meters. J Biol Chem 1989;264:18884-18889.

20. Nishimura H, Pallardo FV, Seidner GA, Vannucci S,Simpson IA, Birnbaum MJ. Kinetics of GLUT1 and GLUT4glucose transporters expressed in Xenopus oocytes. JBiol Chem 1993;268:8514-8520.

21. Silverman M. Structure and function of hexose trans-porters. Annu Rev Biochem 1991;60:757-794.

22. Thorens B, Sarkar HK, Kaback HR, Lodish HF. Cloning andfunctional expresssion in bacteria of a novel glucosetransporter present in liver, intestine, kidney, and B-pan-creatic islet cells. Cell 1988;55:281-290.

23. De Vivo DC, Trifiletti RR, Jacobson RI, Ronen GM,Behamand RA, Harik SI. Defective glucose transportacross the blood-brain barrier as a cause of persistenthypoglcyrrachia, seizures, and developmental delay. NEngl J Med 1991;325:703-709.

24. Okamoto MM, Casella EB, Alves RC, Paz J, Marques-Dias MJ, Machado UF. De Vivo's syndrome: reduction inglucose transporter GLUT 1 content. Abstracts of IV Euro-pean Congress of Endocrinology, Spain, 1998, P2-69.

25. Desjeux JF. Congenital selective Na+ , D-glucose cotrans-port defects leading to renal glycosuria and congenitalselective intestinal malabsorption of glucose and galac-tose. In: C.R.Scriver, ed. The Metabolic Basis of InheritedDiseases. New York: McGraw-Hill, 1989:2463-2478.

26. Turk E, Zabel B, Mundlos S, Dyer J, Wright EM.Glucose/galactose malabsorption caused by a defectin the Na+/glucose cotransporter. Nature Lond 1991;350:354-356.

27. Wright EM. The intestinal Na+/glucose cotransporter.Annu Rev Physiol 1993;55:575-589.

28. De Marchi S, Cecchin E, Basile A, Proto G, Donadon W,Jengo A, et al. Close genetic linkage between HLA andrenal glycosuria. Am J Nephrol 1984;4:280-286.

29. Tsakiridis T, Mc Dowell HE, Walker T, Downes CP, HundalHS, Vranic M, et al. Multiple roles of phosphatidylinositol3-kinase in regulation of glucose transport, amino acidtransport, and glucose transporters in L6 skeletal musclecells. Endocrinology 1995;136:4325-4322.

30. Slot JW, Geuze HJ, Gigengack S, Lienhard GE, James DE.Immuno-localization of the insulin regulatable glucosetransporter in brown adipose tissue of the rat. J Cell Biol1991;113:123-135.

31. De Fronzo RA; Ferranini, E. Insulin resistance. A multifac-eted syndrome responsible for NIDDM, obesity, hyper-tension, dyslipidemia, and atherosclerotic cardiovascu-lar disease. Diabetes Care 1991;14:173-194.

32. Garvey WT, Maianu L, Huecksteadt TP, Birnbaum MJ,Molina JM. Pretranslational suppression of a glucose

transporter protein causes insulin resistance inadipocytes from patients with non-insulin-dependentdiabetes mellitus and obesity. J Clin Invest 1991;87:1072-1081.

33. Dohm GL, Elton CW, Friedman JE, Pilch PF, Pories WJ,Atkinson SM, et al. Decreased expression of glucosetransporter in muscle from insulin-resistant patients. Am JPhysiol 1991;260:E459-E463.

34. Hainault I, Guerre-Milo M, Guichard C, Lavau M.Differential regulation of adipose tissues glucose trans-porters in genetic obesity (fatty rat). J Clin Invest1991;87:1127-1131.

35. Koranyi L, James D, Mueckler M, Permutt MA. Glucosetransporter levels in spontaneously obese (db/db)insulin-resitant mice. J Clin Invest 1990;85:962-967.

36. Le Marchand-Brustel Y, Olichon-Berthe C, Gremeaus T,Tanti JF, Rochet N, Van Obberghen E. Glucose trans-porter in insulin sensitive tissues of lean and obese mice.Effect of the thermogenic agent BRL 26830A.Endocrinology 1990;127:2687-2695.

37. Machado UF, Saito M. The effect of adipose cell size onthe measurement of GLUT 4 in white adipose tissue ofobese mice. Braz J Med Biol Res 1995;28:369-376.

38. Machado UF, Shimizu Y, Saito M. Decreased glucosetransporter (GLUT 4) content in insulin-sensitive tissues ofobese aurothioglucose- and monosodium glutamate-treated mice. Horm Metab Res 1993;25:462-465.

39. Machado UF, Shimizu Y, Saito M. Reduced content andpreserved translocation of glucose transporter (GLUT 4)in white adipose tissue of obese mice. Physiol Behav1994;55:621-625.

40. Papa PC, Seraphim PM, Machado UF. Loss of weightrestores GLUT 4 content in insulin-sensitive tissues ofmonosodium glutamate-treated obese mice. Int J Obes1997;21:1065-1070.

41. Vaskevicius P. Reverso pela metformina da resistncia insulina em ratos portadores de obesidade experi-mental (MSG). So Paulo, 1997. (Tese - Mestrado -Escola Paulista de Medicina).

42. Seraphim PM, Bartol l, Cipolla-Neto J, Machado UF.Quantification of GLUT4 transporter in insulin-sensitive tis-sues from pinealectomized rats. In: Webb SM, Puig-Domingo M, Moller M, Pvet P, eds. Pineal Update: FromMolecular Mechanisms to Clinical Implications. PJDPublications Ltd, USA, 1997:99-106.

43. Papa PC. Sensibilidade insulnica e contedo de GLUT 4em camundongos obesos por tratamento com glu-tamato monossdico. So Paulo, 1997. (Tese -Mestrado - Instituto de Cincias Biomdicas -Universidade de So Paulo).

44. Klip A, Tsakiridis T, Marette A, Ortiz PA. Regulation ofexpression of glucose transporters by glucose: a review ofstudies in vivo and in cell cultures. FASEB J 1994;8:43-53.

45. Dominguez JH, Camp K, Maianu L, Feister H, Garvey WT.Molecular adaptations of GLUT1 and GLUT2 in renalproximal tubules of diabetic rats. Am J Physiol1994;266:F283-F290.

46. Vestri S, Machado UF. Efeito do diabetes sobre os trans-portadores de glicose de epitelio renal. Cadernos deResumos do III Congresso Paulista de Diabetes eMetabolismo, So Paulo, 1998, pp46.

47. Thorens B. Glucose transporters in B-cells of NIDDM.Abstracts of IV European Congress of Endocrinology,Spain, 1998,S22-1.

Endereo para correspondncia:

Ubiratan Fabres MachadoAv. Prof. Lineu Prestes, 152405508-900 So Paulo, SP