CONGRESO ADA – CONTRIBUCIÓN DEL RIÑÓN A LA HOMEOSTASIS CORPORAL TOTAL DE LA GLUCOSA: UNA REVALUACIÓN CRÍTICA
Durante el Congreso Anual de la Asociación Americana de Diabetes (ADA), realizado en la ciudad de Boston, Massachusetts, Estados Unidos, se destacó la Contribución del riñón a la homeostasis corporal total de la glucosa.
El riñón desempeña un importante rol en la homeostasis de la glucosa por tener capacidad de gluconeogénesis; consume glucosa, responde a la insulina, a las catecolaminas y, probablemente, también a glucagon; reabsorbe glucosa a través de los transportadores de sodio-glucosa: estos fenómenos difieren entre diabéticos y no-diabéticos.
En sujetos normales la glucosa corporal total es de alrededor de 450 g. La utilización de glucosa alcanza a cerca de 250 g/día, de los cuales la mitad corresponde al cerebro.
La glucosa proveniente de la dieta suele ser de unos 180 g/día, y la producción basal de glucosa de alrededor de 250 g/día. La cantidad de glucosa filtrada y reabsorbida por el riñón es muy elevada, cerca de 180 g/día.
En contraste, con una concentración plasmática de glucosa de 90 mg/dl el total de glucosa en la sangre será de solo 4.5 g, y solamente de 20 g en el espacio extracelular.
Luego de la ingestión de 100 g de glucosa, 30 son captados y almacenados inicialmente por el hígado y 70 llegan a la circulación general, donde 27 g son atraídos por el músculo, 5 por el tejido adiposo, 8 por los riñones, 15 por el cerebro, y los restantes 15 finalmente serán captados por el hígado. Es decir, que normalmente el hígado es responsable de la remoción de la mayor parte de la glucosa ingerida.
Durante el período post-absortivo la liberación de glucosa es de 2 mg/kg/h, aproximadamente 35 g/día. Alrededor de la mitad corresponde a la glucogenólisis hepática, y el resto a la gluconeogénesis, de la cual el 50% – 60% ocurre en el hígado, y el resto en el riñón.
Los riñones utilizan alrededor del 10% de la glucosa total, principalmente por la médula renal, que tiene una baja pO2, con baja capacidad oxidativa y consume glucosa en forma anaeróbica con producción de lactato.
En cambio, la corteza renal deriva su energía de la oxidación de ácidos grasos. Un aspecto poco conocido es que la mayor parte de la energía consumida por el riñón se usa para reabsorber glucosa en el túbulo contorneado proximal a través del SGLT2 y la ATPasa de Na+ K+.
En los pacientes diabéticos, la gluconeogénesis se encuentra aumentada. La glucosa-6-fosfatasa hepática y renal está igualmente elevada y, en términos absolutos, la liberación hepática y renal de glucosa es similar, pero en términos relativos el aumento de la liberación renal de glucosa es mucho mayor.
La observación de que en condiciones de acidosis la gluconeogénesis renal aumenta, mientras que la hepática disminuye, apunta a un rol particular del riñón en la cetoacidosis diabética.
La liberación de glucosa continúa en el período postprandial debido a la ausencia de la supresión mediada por insulina, y el incremento de ácidos grasos libres puede aumentar la gluconeogénesis, no solo hepática sino también la renal.
Las células de la médula renal carecen de glucosa-6- fosfatasa y son incapaces de exportar glucosa: solo la consumen.
Las células corticales renales del túbulo proximal tienen capacidad de gluconeogénesis y son responsables del 5% – 20% de la producción total de glucosa (incluso más en el período post-absortivo).
La gluconeogénesis renal aumenta en la diabetes y —por efecto de las catecolaminas y posiblemente de glucagon— se reduce por efecto de la insulina, tanto directamente como a través de la disminución de los sustratos gluconeogénicos.
La contribución reportada del riñón a la producción total de glucosa en sujetos sanos varía ampliamente, pero se ha encontrado que en condiciones de ayuno prolongado alcanza al 40%.
En un estudio se encontró que la contribución basal del riñón a la gluconeogénesis total fue de alrededor del 15%; mientras que aumentó marcadamente al cabo de 3 horas de infusión de solución salina.
En contraste, al cabo de 3 horas de clampeo euglucémico hiperinsulinémico la gluconeogénesis renal fue marcadamente suprimida. Esto demostró la respuesta renal a la insulina.
Por el contrario, durante el clampeo hiperinsulinémico hipoglucémico la producción total de glucosa aumentó apropiadamente por efecto de las catecolaminas y el glucagon, y la mayor parte del aumento fue debido a la gluconeogénesis renal (1).
La gluconeogénesis renal a partir de alanina, lactato y glicerol se redujo marcadamente con la infusión de insulina.
Del total del aumento de la producción de glucosa en pacientes diabéticos, en comparación con sujetos sanos, alrededor de la mitad proviene del riñón y el resto del hígado, lo que señala el importante rol que desempeña el riñón en la diabetes.
Cuanto mayor sea el grado de hiperglucemia mayor será la liberación renal de glucosa, y mayor la correlación entre la liberación renal de glucosa y la liberación total de glucosa (2).
En estudios que usaron “clampeo pancreático” —con infusión de somatostatina e infusión de insulina manteniendo la glucemia, e infusión de catecolaminas o glucagón- se observó reducción de la captación de glucosa y aumento de la liberación de glucosa por el riñón en respuesta a las catecolaminas.
No se observó un importante efecto con la infusión de glucagon, aunque se apreció aumento en la captación renal de lactato.
El túbulo contorneado proximal expresa receptores de glucagon, y éste aumenta la tasa de filtración glomerular y el flujo sanguíneo renal luego de la ingestión de proteínas.
No obstante, no está claro el rol del glucagon sobre la gluconeogénesis ni en el transporte de glucosa en el riñón. La glucosa-6-fosfatasa es imprescindible para la exportación de la glucosa producto de la gluconeogénesis.
En ratones que carecen específicamente de glucosa- 6-fosfatasa hepática la expresión de la enzima a nivel renal aumenta, y el glucagon parece tener un rol en ese fenómeno.
Normalmente, los riñones filtran cerca de 180 g de glucosa/ día, que son reabsorbidos activamente por los transportadores SGLT tubulares contra un gradiente de concentración usando energía aportada por la Na+- K+ATPasa.
El umbral renal para la glucosa en sujetos normales es de cerca de 180 – 200 mg/dl; mientras que el de glucosuria en diabéticos aumenta unos 40 mg/dl por un mecanismo que involucra a los transportadores SGLT1 y SGLT2 y GLUT2 (3).
De este modo, el incremento del umbral renal para la glucosa en diabéticos aumenta la reabsorción renal de glucosa de 50 a 70 mg/min, dando un total de 70 a 100 g/ día, una cantidad enorme si se la compara con el aumento de la producción hepática de glucosa en diabéticos del 12%, que equivale a unos 25 mg/min, dando un total de solo 37 g/día.
En el segmento S1 del túbulo contorneado proximal el transporte renal de glucosa involucra a SGLT2 y GLUT2, y en el segmento S3 a SGLT1 y GLUT1.
En la médula renal ocurre glucólisis; mientras que la corteza renal es responsable de la gluconeogénesis renal, que aumenta en el período post-prandial.
Hay evidencia clara del aumento de la expresión renal de SGLT2 y GLUT2; y de la reabsorción renal de glucosa en los pacientes con diabetes mellitus tipo 2 (DMT2).
El SGLT2 transporta sodio además de glucosa; y por lo tanto aparte de la diabetes, una dieta con contenido elevado de sodio también puede incrementar la expresión renal del SGLT2.
El umbral renal de glucosuria muestra correlación lineal con la glucemia promedio (4); es decir, que la reabsorción renal de glucosa aumenta con la exposición corporal global a la glucosa.
Referencias
1 Cersosimo E, Garlick P, Ferretti J. Renal glucose production during insulin-induced hypoglycemia in humans. Diabetes. Marzo de 1999;48(2):261-6.
2 Meyer C, Stumvoll M, Nadkarni V, Dostou J, Mitrakou A, Gerich J. Abnormal renal and hepatic glucose metabolism in type 2 diabetes mellitus. J Clin Invest. 1 de agosto de 1998;102(3):619-24.
3 Rahmoune H, Thompson PW, Ward JM, Smith CD, Hong G, Brown J. Glucose transporters in human renal proximal tubular cells isolated from the urine of patients with non-insulin-dependent diabetes. Diabetes. Diciembre de 2005;54(12):3427-34.
4 Wilding JPH. The role of the kidneys in glucose homeostasis in type 2 diabetes: clinical implications and therapeutic significance through sodium glucose co-transporter 2 inhibitors. Metabolism. Octubre de 2014;63(10):1228-37.
