Sadržaj
- Filtriranje krvi u nefronima
- Filtracija glukoze u glomerulu
- Reapsorpcija glukoze u bubrezima
- Natrij-ovisni transporteri glukoze
- Transporter glukoze: GLUT2
Kad bubrezi filtriraju krv kako bi uklonili otpadne proizvode, oni u početku prođu krv kroz membranu koja uklanja velike molekule poput proteina, ali propušta otpadne proizvode, soli, molekule vode, aminokiseline i šećere poput glukoze. Kako bi se osiguralo da se vrijedne molekule poput glukoze i aminokiselina ne izlučuju zajedno s otpadnim produktima, bubreg ih mora ponovo apsorbirati. Reabsorpcija glukoze proces je koji se odvija u proksimalnom tubulu.
Filtriranje krvi u nefronima
Krv teče u bubreg kroz bubrežnu arteriju, koja se grana i dijeli na manje žile kako bi krvlju opskrbila nefrone. Nefroni su funkcionalne jedinice bubrega koje provode stvarnu filtraciju i reapsorpciju; ima ih oko milijun u svakom bubregu odraslog čovjeka. Svaki nefron sastoji se od mreže kapilara u kojima se odvija filtracija i reapsorpcija.
Filtracija glukoze u glomerulu
Krv teče kroz kuglu kapilara koja se naziva glomerulus. Ovdje krvni tlak uzrokuje da voda, otopljene soli i male molekule poput otpadnih proizvoda, aminokiselina i glukoze procuri kroz zidove kapilara u strukturu zvanu Bowmans kapsula koja okružuje glomerulus. Ovaj početni korak uklanja otpadne proizvode iz krvi, istovremeno sprečavajući gubitak stanica poput crvenih krvnih zrnaca ili proteina, ali također uklanja vrijedne molekule poput glukoze iz krvotoka. Uklanjanje potrebnih rastvora zahtijeva sljedeći korak u procesu filtracije: reapsorpcija.
Reapsorpcija glukoze u bubrezima
Cjevasti dio nefrona sastoji se od proksimalnog tubula, petlje Henle-a i distalnog tubula. Distalni tubuli i proksimalni tubuli vrše suprotstavljene funkcije. Dok se proksimalni tubul ponovno apsorbira u otapanje krvi, udaljeni tubul izlučuje otpadne rastvore koji će se izlučiti urinom. Reapsorpcija glukoze odvija se u proksimalnom tubulu nefrona, epruveti koja vodi iz Bowmansove kapsule. Stanice koje se nalaze u proksimalnom tubulu pronalaze vrijedne molekule, uključujući glukozu. Mehanizam reapsorpcije je različit za različite molekule i rastvore. Za glukozu su uključena dva procesa: proces kojim se glukoza ponovo apsorbira preko apikalne membrane stanice, što znači da je membrana stanice koja je okrenuta prema proksimalnom tubulu, a zatim mehanizam kojim se glukoza usmjerava preko suprotne membrane stanica u krvotok.
Natrij-ovisni transporteri glukoze
U apikalnoj membrani ćelija ugrađenih u proksimalni tubul nalaze se proteini koji djeluju poput sitnih molekularnih pumpi koje izbacuju natrijeve ione iz ćelije i kalijeve ione, trošeći pohranjenu staničnu energiju u tom procesu. Ovo djelovanje pumpe osigurava da je koncentracija natrijevih iona znatno veća u proksimalnom tubulu nego u ćeliji, poput izlijevanja vode u rezervoar na vrhu brda kako bi mogao raditi dok se vraća natrag.
Rastopljeni u vodi prirodni tendovi difundiraju iz područja visoke do niske koncentracije, zbog čega se natrijevi ioni vraćaju u stanicu. Stanica koristi ovaj gradijent koncentracije koristeći protein nazvan natrijski ovisan kotransporter glukoze 2 (SGLT2), koji spaja transport membrana natrija iona preko transformacije molekule glukoze. U osnovi, SGLT2 je malo poput pumpe glukoze koju pokreću natrijevi ioni koji se pokušavaju vratiti u ćeliju.
Transporter glukoze: GLUT2
Jednom kada se glukoza nalazi u stanici, vraćanje je u krvotok jednostavan postupak. Proteini zvani transporteri glukoze ili GLUT2 ugrađeni su u staničnu membranu pored krvotoka i dovode glukozu preko membrane natrag u krv. Obično je glukoza više koncentrirana unutar stanice, tako da stanica ne treba trošiti bilo kakvu energiju za ovu posljednju fazu. GLUT2 igra uglavnom pasivnu ulogu poput okretnih vrata koja omogućuju prolazu molekulama glukoze. Ne može se sva glukoza ponovno apsorbirati u osoba s hiperglikemijom ili visokim šećerom u krvi. Višak glukoze mora se izlučiti distalnom tubulom i proliti u urinu.