肾脏在糖代谢中作用概述

①肾脏在糖代谢中作用概述基于非传统的讨论，肾脏在维持人体血糖平衡方面具有重要的作用，受各种内分泌激素的调控，通过糖异生释放糖进入血液循环，又通过摄取血液循环中的葡萄糖来满足自身的能量需求，并且在近曲小管水平对原尿中的葡萄糖进行重吸收。在出现高血糖时，肾脏对葡萄糖的重吸收作用也适应性加强，最终导致慢性高血糖，增加了微血管并发症的风险。低血糖时，肾糖释放增加以维持血糖稳定。除了肝脏，肾脏是唯一能够通过糖异生产生足够多的糖并释放进入血液循环的器官，而且还要负责对血浆进行过滤以及随后对糖进行重吸收或者排泄。肾脏对糖稳态的调控，其主要机制包括通过糖异生释放糖进入血液循环，又通过摄取血液循环中的葡萄糖来满足自身的能量需求，并且在近曲小管水平对超滤液中的葡萄糖进行重吸收。肾脏两个方面重要作用：糖原分解以及葡萄糖重吸收②糖原分解和糖异生肾脏释放糖进入血液循环是糖原分解和糖异生的结果。糖原分解是在限速酶糖原磷酸化酶的催化下，糖原从分支的非还原端开始，逐个分解以α-1．4-糖苷键连接的葡萄糖残基，形成1-磷酸葡萄糖(glucose-1-phosphatase，G-1-P)。G-1-P转变为6-磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphatase，G-6-P)后，肾含有葡萄糖-6-磷酸酶，使G-6-P水解变成游离葡萄糖。相反，糖异生作用则是非糖物质(如生糖氨基酸、乳酸、丙酮酸及甘油等)转变为G-6-P，随后转换成游离葡萄糖.关于糖的利用，肾脏可被视作两个独立的器官，糖的摄取和利用主要发生在肾脏髓质，而糖的释放主要局限在肾脏皮质，这些生理过程的分离主要是肾单位中各种酶分布的差异所致。一方面，肾脏髓质的细胞(就像脑细胞一样)，含有高活性的葡萄糖磷酸化相关的酶和糖酵解的酶，因此能使葡萄糖磷酸化和糖原积聚。然而，这些细胞缺乏葡萄糖-6-磷酸酶和其他糖异生相关酶，所以它们不能释放游离葡萄糖进入血液循环。另一方面，肾脏皮质细胞则含有糖异生相关的酶，因此它们能制造和释放游离葡萄糖，又因为这些细胞几乎没有使糖磷酸化的能力，所以不能合成糖原.证据：人体肾糖释放的量级至今仍有一些不明确。关于肾脏对全身糖异生影响的研究都未得到决定性的证据.在重吸收状态下肾糖的释放约占人体糖释放量的20%。基于这个假设，禁食期间糖异生几乎占了循环糖释放的一半，尽管没有最终证明，然而肾脏的糖异生仍然可以被预测，约占人体糖异生的40%.肾脏在正常生理和病理状态下对血糖释放的调节发挥着重要作用。有证据表明2型糖尿病患者，其肾糖的释放在餐后和重吸收状态下都是增加的，暗示着肾脏在高血糖的发生、发展中起着一定的作用.研究表明，2型糖尿病患者内源性糖的产生增加了近300%，肝糖的释放和肾糖的释放各占一半.糖尿病患者与非糖尿病患者相比，其肾糖的释放增加了近3倍，与此相比，糖尿病患者肝糖的释放只增加了30%.糖尿病动物模型的研究表明，肾脏糖异生关键酶的活性及肾糖的释放都是增加的，且肾脏和肝脏的葡萄糖-6-磷酸酶的活性增加几乎相同.2型糖尿病患者肾糖过多的释放其潜在的机制包括禁食期间糖异生的增加，餐后胰岛素释放的减少，肾脏胰岛素抵抗，非酯化脂肪酸浓度的增加(非酯化脂肪酸刺激糖异生)，糖异生底物更多的供给以及糖原分解的增加。这再一次表明肾脏在人体内源性糖的输出中发挥着重要作用。③葡萄糖重吸收除了在糖异生中发挥着重要的作用，肾脏对血糖稳态的调控还通过血糖的过滤和重吸收来实现。生理状况下，肾脏尽可能多地重吸收糖分，因此尿液中几乎不含糖。每天大概有180g血浆D-葡萄糖从肾小球滤过，滤过的葡萄糖几乎都被近曲小管细胞膜表面的葡萄糖转运蛋白重吸收。肾脏对葡萄糖的跨膜转运主要是依赖于2个基因家族的特殊载体蛋白:葡萄糖转运蛋白(theglucosetransporters，GLUTs)和钠耦联葡萄糖共转运子(thesodium-coupledglucosecotransporters，SGLTs)。GLUTs对葡萄糖的跨膜转运是被动转运，葡萄糖顺浓度梯度跨过细胞膜。而SGLTs则相反，它是耦联钠离子对葡萄糖进行逆浓度梯度的主动转运。SGLT蛋白的各种亚型在肾脏上都有表达，其中SGLT2是最重要的。基于动物实验，近曲小管SGLT2对90%肾小球滤过的葡萄糖进行重吸收，而SGLT1对葡萄糖的重吸收只占到10%。SGLT1位于肾小管的S3部位，是一种高亲和性、低负载的协调转运蛋白，由664个氨基酸组成，负责转运的底物为葡萄糖和半乳糖，具有高亲和力和低容量的特点。与SGLT2所不同的是，SGLT1还在小肠、心脏和脑组织中有表达，其主要生理功能是在小肠部位完成对葡萄糖的重吸收。SGLT2是肾脏最主要的葡萄糖转运蛋白。SGLT2主要表达于肾小管的S1部位，是一种低亲和性、高负载的协调转运蛋白，由672个氨基酸组成。SGLT2与SGLT1有59%的同源性，主要负责肾近端小管吸收原尿中的葡萄糖重新返回血液中，在糖重吸收过程中起着非常重要的作用。SGLT2负责肾脏中大部分葡萄糖的重新吸收。研究表明，滤过液中90%的葡萄糖是经SGLT2重吸收入血的，剩余的10%由位于近端小管S3部位的SGLT1完成[7]。因此，SGLT2是介导葡萄糖重吸收的最重要转运蛋白。