5.12: El transporte activo secundario

Un ejemplo de cómo las células utilizan la energía contenida en los gradientes electroquímicos se demuestra mediante el transporte de glucosa a las células. El ion vital para este proceso es el sodio (Na⁺), que normalmente está presente en concentraciones más altas extracelularmente que en el citosol. Tal diferencia de concentración se debe, en parte, a la acción de una enzima “bomba” incrustada en la membrana celular que expulsa activamente Na⁺ de una célula. Es importante destacar que, como esta bomba contribuye a la alta concentración de Na + cargado positivamente^fuera de una célula, también ayuda a hacer este entorno “más positivo” que la región intracelular. Como resultado, tanto los gradientes químicos como eléctricos de Na^{+ apuntan} hacia el interior de una célula, y el gradiente electroquímico se dirige de manera similar hacia adentro.

Cotransportadores de sodio-glucosa

Los cotransportadores de sodio-glucosa (SGLT) explotan la energía almacenada en este gradiente electroquímico. Estas proteínas, ubicadas principalmente en las membranas de las células intestinales o renales, ayudan en la absorción de glucosa del lumen de estos órganos en el torrente sanguíneo. Para funcionar, tanto una molécula de glucosa extracelular como dos Na⁺ deben unirse al SGLT. A medida que Na⁺ migra a una célula a través del transportador, viaja con su gradiente electroquímico, expulsando la energía que la proteína utiliza para mover la glucosa dentro de una célula, contra su gradiente químico, ya que este azúcar tiende a estar en una concentración más alta dentro de una célula. Como resultado, la glucosa viaja cuesta arriba contra su gradiente de concentración simultáneamente con Na⁺ que viaja por su gradiente electroquímico. Este es un ejemplo de transporte activo secundario, así llamado porque la fuente de energía utilizada es de naturaleza electroquímica, en lugar de la forma primaria de ATP.

Terapias dirigidas a SGLTs

Dado el papel de la glucosa en ciertas enfermedades, los científicos han comenzado a buscar formas de interferir con el transporte de glucosa en las células. Por ejemplo, la diabetes se caracteriza por el exceso de glucosa en el torrente sanguíneo, lo que puede provocar daño a los nervios y otras complicaciones. Como resultado, algunos investigadores están evaluando cómo la expresión SGLT difiere entre diabéticos y no diabéticos, y si la inhibición de diferentes SGLT puede ayudar a tratar la enfermedad. Alternativamente, dado que se ha demostrado que las células cancerosas requieren más glucosa en comparación con sus contrapartes normales, otros investigadores están examinando si los transportadores de glucosa pueden ser un nuevo objetivo de las terapias contra el cáncer.