Kde dochází k reabsorpci glukózy?

Když ledviny filtrují krev, aby odstranily odpadní produkty, nejprve procházejí krví přes membránu, která odstraňuje velké molekuly jako bílkoviny, ale umožňují průchod odpadních produktů, solí, molekul vody, aminokyselin a cukrů, jako je glukóza přes. Aby se zajistilo, že cenné molekuly, jako je glukóza a aminokyseliny, nebudou vylučovány společně s odpadními produkty, musí je ledviny znovu absorbovat. Reabsorpce glukózy je proces, který probíhá v proximálním tubulu.

Krev proudí do ledvin ledvinovou tepnou, která se rozvětvuje a dělí na menší cévy, aby dodala krev nefronům. Nefrony jsou funkční jednotky ledviny, které provádějí vlastní filtraci a reabsorpci; v každé dospělé lidské ledvině je přibližně jeden milion z nich. Každý nefron se skládá ze sítě kapilár, kde probíhá filtrace a reabsorpce.

Krev protéká koulí kapilár zvaných glomerulus. Zde krevní tlak způsobuje vodu, rozpuštěné soli a malé molekuly, jako jsou odpadní látky, aminokyseliny a glukóza prosakovat skrz stěny kapilár do struktury zvané Bowmanova kapsle, která obklopuje glomerulus. Tento počáteční krok odstraňuje odpadní produkty z krve a zároveň zabraňuje ztrátě buněk, jako jsou červené krvinky nebo bílkoviny, ale také odstraňuje cenné molekuly, jako je glukóza, z krevního řečiště. Odstranění nezbytných rozpuštěných látek vyvolává další krok filtračního procesu: reabsorpci.

Trubková část nefronu se skládá z proximálního tubulu, Henleho kličky a distálního tubulu. Distální tubuly a proximální tubuly plní protichůdné funkce. Zatímco proximální tubul reabsorbuje rozpuštěné látky do krevního zásobení, distální tubul vylučuje odpadní rozpuštěné látky, které budou vylučovány močí. Reabsorpce glukózy probíhá v proximálním tubulu nefronu, tubě vedoucí z Bowmanovy kapsle. Buňky, které lemují proximální tubul, zachycují cenné molekuly, včetně glukózy. Mechanismus reabsorpce je u různých molekul a solutů odlišný. U glukózy jsou zahrnuty dva procesy: proces, při kterém je glukóza reabsorbována přes apikální membránu buňky, což znamená membránu buňka, která směřuje ven do proximálního tubulu, a pak mechanismus, kterým je glukóza posunována přes opačnou membránu buňky do krevní oběh.

V apikální membráně buněk lemujících proximální tubul jsou zabudovány proteiny, které fungují jako malá molekula čerpadla k vytlačování iontů sodíku z buňky a iontů draslíku dovnitř, přičemž se v procesu spotřebovává buněčná energie. Tato čerpací akce zajišťuje, že koncentrace iontů sodíku je v proximálním tubulu mnohem vyšší než v cele, jako je čerpání vody do akumulační nádrže na kopci, aby mohla pracovat, jak teče zpět dolů.

Rozpuštěné látky rozpuštěné ve vodě mají přirozeně tendenci difundovat z oblastí s vysokou až nízkou koncentrací, což způsobuje, že ionty sodíku proudí zpět do buňky. Buňka využívá tento koncentrační gradient pomocí proteinu zvaného glukóza závislá na sodíku kotransporter 2 (SGLT2), který spojuje křížový membránový transport sodíkového iontu s transportem glukózy molekula. SGLT2 je v podstatě něco jako glukózová pumpa poháněná sodíkovými ionty, které se snaží dostat zpět do buňky.

Jakmile je glukóza uvnitř buňky, je její návrat do krevního oběhu jednoduchý proces. Proteiny nazývané transportéry glukózy nebo GLUT2 jsou zabudovány do buněčné membrány sousedící s krevním řečištěm a převádějí glukózu přes membránu zpět do krve. Obvykle je glukóza koncentrovanější uvnitř buňky, takže buňka nemusí v této poslední fázi vydávat žádnou energii. GLUT2 hraje do značné míry pasivní roli jako otočné dveře, které umožňují proklouznutí odchozích molekul glukózy. Ne všechna glukóza může být reabsorbována u lidí s hyperglykemií nebo vysokou hladinou cukru v krvi. Přebytek glukózy musí být vylučován distálním tubulem a vylučován močí.