Plasma glucose is filtered freely through the glomerular barrier. Num adulto de 70 kg com uma taxa de filtração glomerular de 120 mL – min-1 por 1,73 m2 e uma concentração média de glucose plasmática de 120 mg/dL (6,7 mmol/L), ∼200 g de glucose são transferidos diariamente da corrente sanguínea para a pré-urina. Se nada mais acontecesse, a massa corporal inteira de glicose livre (cerca de 20 g num volume de distribuição de 250 mL/kg) seria esvaziada em menos de 3 h. O que impede esta catástrofe é, por um lado, uma reabsorção praticamente completa da glicose ao nível do rim e, por outro lado, uma modulação precisamente igualada da libertação de glicose endógena (principalmente pelo fígado e possivelmente também pelo próprio rim).
O rim está bem concebido para realizar a reabsorção acoplada de glicose e sódio. No segmento S1/S2 do túbulo proximal, um membro da família das proteínas transmembrana do transportador de glicose de sódio (SGLT), SGLT-2 codificado no gênero SLC5, é expresso em altos níveis e cotransportado filtrando glicose e sódio para o citoplasma da célula tubular. A jusante do segmento S1/S2 ao longo do segmento S3 do túbulo proximal, outro SGLT isoforma-SGLT-1, abundantemente expresso no enterócito – também realiza o cotransporte acoplado sódio-glicose. Na membrana basolateral da célula tubular, um transportador de glicose de uma família diferente, GLUT-2, afeta a transferência da glicose intracelular para o interstício por um processo de transporte facilitado (via Na+-K+-ATPase).
Recentes estudos fisiológicos detalhados (1) em células do rim embrionário humano (HEK293T) coexpressoras humanas SGLT-2 e SGLT-1 estabeleceram que, ao contrário de uma crença antiga (2,3), as duas isoformas têm afinidade similar para a glicose (na faixa de 2-5 mmol/L), alta afinidade para o sódio, mas sódio diferente:estequiometria da glicose (1:1 para SGLT-2 e 2:1 com SGLT-1), e eletrogenicidade similar. A proporção de reabsorção de glicose renal in vivo devido à atividade de cada um dos dois transportadores é uma função complexa em sua disposição anatômica in-series, sua relação de acoplamento diferencial de sódio, número de cópias e taxa de rotatividade de proteínas.
A cinética in vivo do manuseio da glicose renal está esquematicamente representada na Fig. 1. Conforme as concentrações de glicose plasmática e as taxas de filtração da glicose aumentam, a reabsorção sobe linearmente até seu máximo (TmG) em um limiar de glicose plasmática (tradicionalmente, 180 mg/dL), após o qual a excreção começa a aumentar linearmente. A simulação na Fig. 1 mostra o efeito da redução do TmG em 30%: o deslocamento para a esquerda na curva de excreção prevê glicose significativa – até 30 g diários – em um intervalo de concentração de glicose de 150-130 mg/dL. Com uma redução de 50% em TmG, a glicosúria apareceria a um nível de glicose plasmática de 90 mg/dL e aumentaria para 80 g por dia com uma glicose plasmática de 150 mg/dL, ou seja, dentro da faixa normoglicêmica.