Renaler Glukose-Metabolismus

Question 1

Erläutern Sie die Ausscheidung von Schwellensubstanzen am Beispiel der Glukose! Warum kann bei einem manifesten Diabetes Glukose im Harn nachgewiesen werden?

Answer 1

• Rückresoprtion von Glukose im proximalen Tubulus -> im Absteigenden Ast der Henlesechen Schleife keine Glc mehr vorhanden
• frühproximal SGLT2 (hohe Kapazität, niedrige Affinität), spätproximal SGLT1 (niedrige Kapazität, hohe Affinität)
• Reabsorption bis 2 mmol/min
• wenn Plasmaglukose höher als 10 mmol/l ist, Auslastung der Transporter -> Glc verbelibt im Harn -> wird mit ausgeschieden, da im Weiteren Verlauf keine Glc-Transporter mehr sind

-> Manifester Diabetes -> hohe Glc-Gehalte im Blut -> Transporter für Glc in Niere ausgelastet -> restlicher nicht reabsorbiert

Question 2

Würde eine völlige Hemmung der Na+/K+-ATPase der Niere die renale Glukose-Resorption vermindern? Erklären Sie die zugrundliegenden Mechanismen!

Answer 2

• ja, das die SGLT Transporter über sekundär aktiven Transport funktionieren
  -> Kotransport von Na+ und Glc
  -> Na+/K+-ATPase hält Gradienten für Na+ aufrecht, so dass Na+ immer dem Konzentrationsgradient folgen will -> somit SGLT-Transporter funktioniert
• wenn Na+/K+-ATPase gehemmt -> kein Konzentrationsgradient -> SGLT-Transporter würden beide nicht funktionieren -> keine Reabsortion von Glc

Question 3

Welche Glukosetransporter sind im proximalen Tubulus nachweisbar? Wie arbeiten diese Transporter hinsichtlich ihrer Affinität bzw. Kapazität?

Answer 3

• SGLT2 (hohe Kapazität, niedrige Affinität)
• SGLT1 (niedrige Kapazität, hohe Affinität)

Question 4

Auf welcher physiologischen Grundlage können in der Diabetes-Behandlung SGLT2-Inhibitoren eingesetzt werden?

Answer 4

SGLT2-Inhibitoren:
- Prototyp: Phlorizin
- Empagliflozin, Dapagliflozin, Canagliflozin, Remogliflozin

• tägliche Glukose-Ausscheidung 60-100 g
• ~50% der filtrierten Glucose
• inkomplette Inhibition
• erhöhte SGLT1-Expression

Question 5

Was sind positive bzw. negative Effekte einer SGLT2-Inhibitor-Therapie? Welchen Nebenwirkungen sind bei der Einnahme von SGLT2-Inhibitoren zu beobachten und warum?

Answer 5

Positive Effekte:
- kein Einfluss auf Hypoglykämie (insulinunabhängige Wirkung)
- Gewichtsverlust
- Blutdrucksenkung
- Verbesserte renale Hämodynamik
- Reduktion der Albuminurie
- erhöhte Ausscheidung von Harnsäure
- Keinen Einfluss auf plasma-Elektrolyte (Na, K, Ca, Mg, P)
- Progression der diabetischen Nephropathie gesenkt; kardiovaskuläre Mortalität gesenkt

Nebenwirkungen:
- Harnwegsinfektionen
- urogenitale Pilzerkrankungen (Candida spp.) ~10-20%
- Polyurie mit Volumendepletion (Glukosurie, Natriuresis, erhöhtes Hämatokrit)
- Erhöhung der Ketonkörper
- Umstellung auf Lipolyse
- erhöhte renale Resorption von Ketonkörpern