هل يمكن أن ينتشر الجلوكوز من خلال غشاء الخلية عن طريق الانتشار البسيط؟

الجلوكوز هو سكر من ستة كربون يتم استقلابه مباشرة بواسطة الخلايا لتوفير الطاقة. تمتص الخلايا الموجودة على طول الأمعاء الدقيقة الجلوكوز مع العناصر الغذائية الأخرى من الطعام الذي تتناوله. جزيء الجلوكوز أكبر من أن يمر عبر غشاء الخلية عن طريق الانتشار البسيط. بدلاً من ذلك ، تساعد الخلايا في انتشار الجلوكوز من خلال الانتشار الميسر ونوعين من النقل النشط.

يتكون غشاء الخلية من طبقتين من الفسفوليبيد يحتوي كل جزيء فيهما على رأس فوسفات واحد وذيول من الأحماض الدهنية. تصطف الرؤوس على طول الحدود الداخلية والخارجية لغشاء الخلية ، بينما تشغل الذيل المسافة بينهما. يمكن للجزيئات الصغيرة غير القطبية فقط أن تمر عبر الغشاء من خلال الانتشار البسيط. ترفض ذيول الدهون الجزيئات القطبية أو المشحونة جزئيًا ، والتي تحتوي على العديد من المواد القابلة للذوبان في الماء مثل الجلوكوز. ومع ذلك ، يتخلل غشاء الخلية بروتينات الغشاء التي توفر مرورًا إلى الجزيئات التي قد تمنعها ذيولها.

الانتشار الميسر هو آلية نقل سلبية تنقل فيها البروتينات الحاملة الجزيئات عبر غشاء الخلية دون استخدام إمدادات طاقة الخلية. بدلاً من ذلك ، يتم توفير الطاقة من خلال تدرج التركيز ، مما يعني أن الجزيئات يتم نقلها من أعلى إلى تركيزات منخفضة ، إلى داخل الخلية أو خارجها. ترتبط البروتينات الحاملة بالجلوكوز ، مما يؤدي إلى تغيير شكلها ونقل الجلوكوز من جانب واحد من الغشاء إلى الجانب الآخر. تستخدم خلايا الدم الحمراء الانتشار الميسر لامتصاص الجلوكوز.

تستخدم الخلايا الموجودة على طول الأمعاء الدقيقة وسيلة نقل أولية نشطة للتأكد من أن الجلوكوز يتدفق في اتجاه واحد فقط: من الطعام المهضوم إلى داخل الخلايا. تستخدم بروتينات النقل النشط أدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP) ، جزيء تخزين الطاقة في الخلية ، لضخ الجلوكوز في الخلية ، إما مع تدرج التركيز أو عكسه. تُعرف بروتينات النقل باسم إنزيمات ATPase لأنها يمكن أن تحرر مجموعة الفوسفات من ATP وتستخدم الطاقة الناتجة للقيام بالعمل. يضمن النقل النشط عدم تسرب الجلوكوز من خلايا الأمعاء الدقيقة أثناء فترات مجاعة الجلوكوز.

النقل النشط الثانوي هو طريقة أخرى تستورد بها الخلايا الجلوكوز. في هذه الطريقة ، يستورد بروتين عبر الغشاء يُعرف باسم المتماثل اثنين من أيونات الصوديوم لكل جزيء جلوكوز يستورده. لا تستخدم الطريقة ATP ، ولكنها تعتمد بدلاً من ذلك على تدرج تركيز أعلى للصوديوم خارج الخلية بالنسبة إلى داخل الخلية. توفر أيونات الصوديوم موجبة الشحنة طاقة كهروكيميائية لاستيراد الجلوكوز مع أو عكس تدرج تركيز الجلوكوز. تستخدم خلايا الأمعاء الدقيقة والقلب والدماغ والكلى وبعض الأعضاء الأخرى النقل النشط الثانوي.