أين تحدث إعادة امتصاص الجلوكوز؟

عندما تقوم الكلى بترشيح الدم لإزالة الفضلات ، فإنها تقوم في البداية بتمرير الدم من خلال غشاء يزيل حجمه جزيئات مثل البروتينات ولكنها تسمح بمرور الفضلات والأملاح وجزيئات الماء والأحماض الأمينية والسكريات مثل الجلوكوز عبر. من أجل ضمان عدم إفراز الجزيئات القيمة مثل الجلوكوز والأحماض الأمينية مع منتجات النفايات ، يجب على الكلى إعادة امتصاصها. إعادة امتصاص الجلوكوز هي عملية تحدث في النبيبات القريبة.

يتدفق الدم إلى الكلية عبر الشريان الكلوي ، الذي يتفرع وينقسم إلى أوعية أصغر لتزويد النيفرون بالدم. النيفرون هي الوحدات الوظيفية للكلية التي تقوم بالترشيح الفعلي وإعادة الامتصاص ؛ هناك ما يقرب من مليون منهم في كل كلية بشرية بالغ. يتكون كل نفرون من شبكة من الشعيرات الدموية حيث يتم الترشيح وإعادة الامتصاص.

يتدفق الدم عبر كرة من الشعيرات الدموية تسمى الكبيبة. هنا يتسبب ضغط الدم في الماء والأملاح الذائبة والجزيئات الصغيرة مثل الفضلات والأحماض الأمينية و يتسرب الجلوكوز عبر جدران الشعيرات الدموية إلى بنية تسمى كبسولة بومان ، والتي تحيط بـ الكبيبة. تزيل هذه الخطوة الأولية الفضلات من الدم مع منع فقدان الخلايا مثل خلايا الدم الحمراء أو البروتينات ، ولكنها تزيل أيضًا الجزيئات القيمة مثل الجلوكوز من مجرى الدم. تؤدي إزالة المواد المذابة الضرورية إلى الخطوة التالية في عملية الترشيح: إعادة الامتصاص.

يتكون الجزء الأنبوبي من النيفرون من النبيبات القريبة ، وحلقة هنلي والنبيب البعيد. تؤدي الأنابيب البعيدة والأنابيب القريبة وظائف متعارضة. في حين أن النبيب القريب يعيد امتصاصه في إمداد الدم ، فإن النبيب البعيد يفرز نفايات مذابة تفرز في البول. يحدث امتصاص الجلوكوز في النبيب القريب من النيفرون ، وهو أنبوب يخرج من كبسولة بومان. تستعيد الخلايا التي تبطن النبيب القريب جزيئات قيمة ، بما في ذلك الجلوكوز. تختلف آلية إعادة الامتصاص باختلاف الجزيئات والمذابات. بالنسبة للجلوكوز ، هناك عمليتان متضمنتان: العملية التي يتم من خلالها إعادة امتصاص الجلوكوز عبر الغشاء القمي للخلية ، أي غشاء الخلية. الخلية التي تواجه النبيب القريب ، ثم الآلية التي يتم من خلالها تحويل الجلوكوز عبر الغشاء المقابل للخلية إلى تيار الدم.

جزء لا يتجزأ من الغشاء القمي للخلايا المبطنة للنبيب القريب هي بروتينات تعمل مثل الجزيئات الدقيقة مضخات لإخراج أيونات الصوديوم من الخلية وأيونات البوتاسيوم للداخل ، مما يؤدي إلى إنفاق الطاقة الخلوية المخزنة في هذه العملية. يضمن إجراء الضخ هذا أن تركيز أيونات الصوديوم أعلى بكثير في النبيبات القريبة مما هو عليه في الخلية ، مثل ضخ المياه إلى خزان تخزين على قمة تل حتى يتمكن من القيام بعمل أثناء تدفقه للخلف تحت.

تميل المواد المذابة في الماء بشكل طبيعي إلى الانتشار من المناطق ذات التركيز العالي إلى المنخفض ، مما يؤدي إلى عودة أيونات الصوديوم إلى الخلية. تستفيد الخلية من تدرج التركيز هذا باستخدام بروتين يسمى الجلوكوز المعتمد على الصوديوم cotransporter 2 (SGLT2) ، الذي يقرن النقل عبر الغشاء لأيون الصوديوم إلى نقل الجلوكوز مركب. في الأساس ، يشبه SGLT2 مضخة الجلوكوز التي تعمل بواسطة أيونات الصوديوم التي تحاول العودة إلى الخلية.

بمجرد أن يدخل الجلوكوز داخل الخلية ، فإن إعادته إلى مجرى الدم عملية بسيطة. يتم تضمين البروتينات التي تسمى ناقلات الجلوكوز أو GLUT2s في الغشاء الخلوي المجاور لمجرى الدم وتنقل الجلوكوز عبر الغشاء مرة أخرى إلى الدم. عادة ما يكون الجلوكوز أكثر تركيزًا داخل الخلية ، لذلك لا تحتاج الخلية إلى إنفاق أي طاقة في هذه المرحلة الأخيرة. يلعب GLUT2 دورًا سلبيًا إلى حد كبير مثل الباب الدوار الذي يسمح لجزيئات الجلوكوز الصادرة بالانزلاق من خلاله. لا يمكن إعادة امتصاص كل الجلوكوز في الأشخاص الذين يعانون من ارتفاع السكر في الدم أو ارتفاع نسبة السكر في الدم. يجب أن تفرز النبيب البعيدة الجلوكوز الزائد ويمرر في البول.