La glucosa plasmática se filtra libremente a través de la barrera glomerular. En un adulto de 70 kg con una tasa de filtración glomerular de 120 mL – min-1 por 1,73 m2 y una concentración media de glucosa en plasma durante todo el día de 120 mg/dL (6,7 mmol/L), se transfieren diariamente ∼200 g de glucosa del torrente sanguíneo a la preurina. Si no ocurriera nada más, la masa de glucosa libre de todo el cuerpo (unos 20 g en un volumen de distribución de 250 mL/kg) se vaciaría en menos de 3 h. Lo que impide esta catástrofe es, por un lado, la reabsorción prácticamente completa de la glucosa a nivel del riñón y, por otro, una modulación precisamente adaptada de la liberación endógena de glucosa (principalmente por el hígado y posiblemente también por el propio riñón).
El riñón está bien diseñado para realizar una reabsorción acoplada de glucosa y sodio. En el segmento S1/S2 del túbulo proximal, un miembro de la familia de proteínas transmembrana del transportador de glucosa de sodio (SGLT), el SGLT-2 -codificado en el gen SLC5- se expresa en niveles elevados y cotransporta la glucosa y el sodio filtrados al citoplasma de la célula tubular. Aguas abajo del segmento S1/S2 a lo largo del segmento S3 del túbulo proximal, otra isoforma de SGLT -SGLT-1, expresada abundantemente en el enterocito- también realiza el cotransporte acoplado de sodio-glucosa. En la membrana basolateral de la célula tubular, un transportador de glucosa de una familia diferente, GLUT-2, afecta a la transferencia de glucosa intracelular al intersticio mediante un proceso de transporte facilitado (a través de la Na+-K+-ATPasa).
Estudios fisiológicos detallados recientes (1) en células de riñón embrionario humano (HEK293T) que coexpresan SGLT-2 y SGLT-1 humanas han establecido que, al contrario de lo que se creía desde hace tiempo (2,3), las dos isoformas tienen una afinidad similar por la glucosa (en el intervalo de 2-5 mmol/L), una alta afinidad por el sodio, pero diferenteglucosa (1:1 para SGLT-2 y 2:1 con SGLT-1), y una electrogenicidad similar. La proporción de la reabsorción renal de glucosa in vivo debida a la actividad de cada uno de los dos transportadores es una función compleja de su disposición anatómica en serie, su relación diferencial de acoplamiento de sodio, el número de copias y la tasa de recambio de la proteína.
La cinética in vivo del manejo de la glucosa renal se representa esquemáticamente en la Fig. 1. A medida que aumentan las concentraciones de glucosa en plasma y las tasas de filtración de glucosa, la reabsorción aumenta linealmente hasta su máximo (TmG) en un umbral de glucosa plasmática extendido (tradicionalmente, 180 mg/dL), después del cual la excreción comienza a aumentar linealmente. La simulación de la Fig. 1 muestra el efecto de reducir la TmG en un 30%: el desplazamiento hacia la izquierda de la curva de excreción predice una glucosuria significativa -hasta 30 g diarios- dentro de un intervalo de concentración de glucosa de 150-130 mg/dL. Con una reducción del 50% de la TmG, la glucosuria aparecería a un nivel de glucosa plasmática de 90 mg/dL y aumentaría a 80 g diarios a una glucosa plasmática de 150 mg/dL, es decir, dentro del intervalo normoglucémico.