GLUT-4

El transporte de glucosa al interior de las células ocurre por medio de un proceso de difusión facilitada que es mediado por una familia de transportadores de glucosa (GLUT), que presentan 12 dominios transmembranales. Cada uno de los miembros de esta familia es expresado en tejidos y células específicas, por lo que difieren en sus características cinéticas de transporte y la activación por la cascada de la insulina [1]. Hoy en día, se conocen 13 proteínas transportadoras de hexosas clasificadas GLUT-1 al GLUT-12 y el HMIT [2].

GLUT-4 es una proteína de 509 aminoácidos con un peso molecular de 45 kDa [2] caracterizado por ser el transportador principal de glucosa en células musculares y adipocitos. Este transportador de glucosa es expresado principalmente en tejidos periféricos con mayores concentraciones en la grasa parda, corazón, músculo rojo, músculo blanco y grasa blanca, aunque también ha sido encontrado en la pituitaria y el hipotálamo. La constante de Michaelis-Menten para este transportador es de 36-179 mg dL^-1 (2-10 mmol L^-1), la cual se encuentra entre el rango fisiológico de concentraciones de glucosa sanguínea [3]. La expresión de GLUT-4 en la superficie de la membrana es altamente sensible a la insulina [1], de manera que la mayoría de GLUT-4 está localizado principalmente en un subcomponente del retículo trans-Golgi y en vesículas recubiertas de clatrina al interior de la célula. Sin embargo, cuando la insulina u otro estímulo interactúan con las células que contienen este transportador se llevan a cabo procesos de endocitosis y exocitosis en la membrana plasmática que generan una rápida redistribución de GLUT-4 en la superficie celular [1] (Figura 1).

Figura 1. Translocación y almacenamiento de los GLUT-4 desde la membrana celular. En la ausencia de insulina, cerca del 90% de los GLUT-4 es secuestrado intracelularmente en distintas vesículas que contienen proteínas como la aminopeptidasa sensible a insulina, la sinaptobrevina (también conocida como proteína-2 membranal asociada a vesículas o v-SNARE) y la pequeña proteína Rab-4 ligada a GTP. En respuesta a la insulina o ejercicio las vesículas que contienen GLUT-4 se trasladan a la membrana plasmática formando un complejo que involucra la sintaxin-4 (también conocida como el objetivo del receptor proteico asociado al sinaptosoma o t-SNARE) y la sinaptobrevina. Las vesículas se fusionan con la membrana plasmática incrementando el número de moléculas de GLUT-4 en la membrana y de esta manera aumentando el transporte de glucosa al interior de las células. La Rab-4 abandona las vesículas y se mueve al citosol en respuesta a la estimulación de la insulina. Cuando cesa la estimulación de la insulina los GLUT-4 se internalizan mediante la formación de vesículas recubiertas de clatrina desde la membrana plasmática, así los GLUT-4 ingresan en forma de endosomas reorganizándose con las vesículas intracelulares de GLUT-4. Tomado y traducido de: Shepherd PT & Kahn BB.

Referencias

[1] Schulingkamp RJ, Pagano TC, Hung D & Raffa RB. (2000). Insulin Receptors and Insulin Action in The Brain: Review and Clinical Implications. Neuroscience and Biobehavioral Reviews 24; 855-872

[2] Gianinet RA. (2011). GLUT4; Glucose Transport. http://flipper.diff.org/app/pathways/info/3470

[3] Shepherd PT & Kahn BB. (1999). Glucose Transporters and Insulin Action; Implications for Insulin Resistance and Diabetes Mellitus. The New England Journal of Medicine Volume 341 Number 4; 248-257