钠-葡萄糖协同转运蛋白

1. 基本定义：钠-葡萄糖协同转运蛋白是位于细胞膜上的一类跨膜蛋白质，它利用钠离子顺电化学梯度扩散所提供的能量，将葡萄糖逆浓度梯度从细胞外主动转运至细胞内。这种转运过程称为“继发性主动转运”或“共转运”。

2. 结构与功能基础：SGLT并非单一蛋白，而是一个家族，其中最重要的是SGLT1和SGLT2。它们的结构像一条穿过细胞膜的隧道，内部有特定的结合位点，可以同时结合钠离子和葡萄糖分子。转运的关键驱动力是细胞膜内外巨大的钠离子浓度差，这个浓度差由细胞膜上的“钠-钾泵”消耗ATP来建立和维持。

3. 转运机制细节：

   • 顺序结合：转运过程有严格的顺序。通常，转运蛋白的面向细胞外一侧的构象首先结合2个钠离子（对于SGLT1）或1个钠离子（对于SGLT2），这种结合增加了其对葡萄糖的亲和力，继而结合1个葡萄糖分子。
   • 构象变化与转运：三者结合后，蛋白质发生构象变化，结合位点从朝向细胞外转为朝向细胞内。
   • 解离与复位：在细胞内，钠离子由于其浓度低而解离，钠离子的解离又导致转运蛋白对葡萄糖的亲和力急剧下降，于是葡萄糖被释放进细胞质。随后，空载的转运蛋白恢复至初始构象，准备进行下一轮转运。

4. 在肾脏中的核心生理作用（以SGLT2和SGLT1为例）：

   • 肾小管重吸收：肾脏每天滤出约180克葡萄糖，正常情况下几乎全部被重吸收回血液，尿中无糖。这个过程主要在近端小管完成。
   • 分工合作：SGLT2表达于近端小管S1段（起始部），负责重吸收约90%的滤过葡萄糖。它对葡萄糖的亲和力较低但容量大。剩余的10%主要由位于近端小管S3段（更远端）的SGLT1负责重吸收，它对葡萄糖的亲和力高，确保最后的“清扫”。
   • 生理意义：这一高效重吸收机制对于维持体内宝贵的能量物质——葡萄糖不被浪费至关重要。

5. 病理联系与临床意义：

   • 糖尿病：当血糖浓度超过肾小管重吸收的最大能力（肾糖阈，约180 mg/dL）时，未被重吸收的葡萄糖便会出现在尿液中，形成糖尿。这是糖尿病的一个特征。
   • 药物靶点：基于上述原理，SGLT2抑制剂类药物被开发出来。它们通过特异性抑制肾脏SGLT2的功能，阻止葡萄糖重吸收，使过量的葡萄糖从尿液中排出，从而直接降低血糖水平。这类药物已成为2型糖尿病治疗的重要选择，并因具有减轻体重、降低血压等额外获益而备受关注。