Conţinut
- Filtrarea sângelui în nefroni
- Filtrarea glucozei în Glomerulus
- Reabsorbția glucozei în rinichi
- Cotransportatori de glucoză dependenți de sodiu
- Transportor de glucoză: GLUT2
Când rinichii filtrează sângele pentru a elimina produsele de deșeuri, acestea trec inițial sângele printr-o membrană care elimină moleculele mari precum proteinele, dar permite trecerea produselor reziduale, sărurilor, moleculelor de apă, aminoacizilor și zaharurilor precum glucoza. Pentru a se asigura că moleculele valoroase precum glucoza și aminoacizii nu sunt excretați împreună cu produsele reziduale, rinichiul trebuie să le reabsorbeze. Reabsorbția glucozei este un proces care are loc în tubul proxim.
Filtrarea sângelui în nefroni
Sângele curge în rinichi prin artera renală, care se ramifică și se subdivide în vase mai mici pentru a furniza sânge nefronilor. Nefronii sunt unitățile funcționale ale rinichilor care efectuează filtrarea și reabsorbția propriu-zisă; există aproximativ un milion dintre ei în fiecare rinichi uman adult. Fiecare nefron este format dintr-o rețea de capilare unde are loc filtrarea și reabsorbția.
Filtrarea glucozei în Glomerulus
Sângele curge printr-o bilă de capilare numită glomerul. Aici tensiunea arterială face ca apa, sărurile dizolvate și moleculele mici, cum ar fi produsele reziduale, aminoacizii și glucoza să se scurgă prin pereții capilarelor într-o structură numită capsulă Bowmans, care înconjoară glomerul. Această etapă inițială elimină produsele reziduale din sânge, prevenind în același timp pierderea de celule, cum ar fi celulele roșii sau proteinele, dar elimină moleculele valoroase precum glucoza din fluxul sanguin. Îndepărtarea soluțiilor necesare solicită următorul pas în procesul de filtrare: reabsorbția.
Reabsorbția glucozei în rinichi
Porțiunea tubulară a nefronului este formată din tubul proximal, bucla Henle și tubul distal. Tubii distali și tubii proximali îndeplinesc funcții opuse. În timp ce tubul proximal reabsorbează soluțiile în sânge, tubul distal secretă soluții de deșeuri care vor fi excretate în urină. Reabsorbția glucozei are loc în tubul proxim al nefronului, un tub care iese din capsula Bowmans. Celulele care aliniază tubul proximal recuperează molecule valoroase, inclusiv glucoza. Mecanismul de reabsorbție este diferit pentru diferite molecule și solute. Pentru glucoză, există două procese implicate: procesul prin care glucoza este reabsorbită pe membrana apicală a celulei, adică membrana celulei care se întinde spre tubul proximal, și apoi mecanismul prin care glucoza este evitată pe membrana opusă a celula în fluxul sanguin.
Cotransportatori de glucoză dependenți de sodiu
Încorporate în membrana apicală a celulelor care căptușesc tubul proximal sunt proteine care acționează ca niște mici pompe moleculare pentru a alunga ioni de sodiu din celulă și ioni de potasiu, cheltuind energia celulară stocată în proces. Această acțiune de pompare asigură că concentrația ionilor de sodiu este mult mai mare în tubul proximal decât în celulă, cum ar fi pomparea apei într-un rezervor de depozitare din vârful unui deal, astfel încât să funcționeze pe măsură ce se revarsă în jos.
Soluțiile dizolvate în apă tind în mod natural să difuzeze de la zone cu concentrație mare până la mică, ceea ce face ca ionii de sodiu să revină în celulă. Celula profită de acest gradient de concentrație folosind o proteină numită cotransporter 2 de glucoză dependent de sodiu (SGLT2), care îmbină transportul cu membrană încrucișată a unui ion de sodiu la transportul unei molecule de glucoză. În esență, SGLT2 este cam ca o pompă de glucoză alimentată de ionii de sodiu care încearcă să revină în celulă.
Transportor de glucoză: GLUT2
Odată ce glucoza este în interiorul celulei, întoarcerea acesteia în fluxul sanguin este un proces simplu. Proteinele numite transportoare de glucoză sau GLUT2 sunt încorporate în membrana celulară adiacentă fluxului sanguin și transferă glucoza pe membrană înapoi în sânge. De obicei, glucoza este mai concentrată în interiorul celulei, deci celula nu trebuie să cheltuiască energie pentru această ultimă etapă. GLUT2 joacă un rol în mare măsură pasiv ca o ușă rotativă care permite să se strecoare moleculele de glucoză de ieșire. Nu toată glucoza poate fi reabsorbită la persoanele cu hiperglicemie sau cu zahăr ridicat în sânge. Excesul de glucoză trebuie secretat de tubul distal și trecut în urină.