Μπορεί η διάχυση της γλυκόζης μέσω της κυτταρικής μεμβράνης με απλή διάχυση;

Η γλυκόζη είναι ένα σάκχαρο έξι-άνθρακα που μεταβολίζεται άμεσα από τα κύτταρα για να παρέχει ενέργεια. Τα κύτταρα κατά μήκος του λεπτού εντέρου απορροφούν γλυκόζη μαζί με άλλα θρεπτικά συστατικά από τα τρόφιμα που τρώτε. Ένα μόριο γλυκόζης είναι πολύ μεγάλο για να περάσει μέσω μιας κυτταρικής μεμβράνης μέσω απλής διάχυσης. Αντ 'αυτού, τα κύτταρα βοηθούν τη διάχυση της γλυκόζης μέσω διευκολυνμένης διάχυσης και δύο τύπων ενεργού μεταφοράς.

Μια κυτταρική μεμβράνη αποτελείται από δύο στρώσεις φωσφολιπιδίου στις οποίες κάθε μόριο περιέχει μια μονή κεφαλή φωσφορικού και δύο λιπίδια, ή λιπαρά οξέα, ουρές. Οι κεφαλές ευθυγραμμίζονται κατά μήκος του εσωτερικού και εξωτερικού ορίου της κυτταρικής μεμβράνης, ενώ οι ουρές καταλαμβάνουν το διάστημα μεταξύ τους. Μόνο μικρά, μη πολικά μόρια μπορούν να περάσουν μέσω της μεμβράνης μέσω απλής διάχυσης. Οι ουρές λιπιδίων απορρίπτουν πολικά ή μερικώς φορτισμένα μόρια, τα οποία περιλαμβάνουν πολλές υδατοδιαλυτές ουσίες όπως γλυκόζη. Ωστόσο, η κυτταρική μεμβράνη πιέζεται με διαμεμβρανικές πρωτεΐνες που παρέχουν διέλευση σε μόρια που διαφορετικά θα μπλοκάρουν οι ουρές.

Η διευκόλυνση της διάχυσης είναι ένας παθητικός μηχανισμός μεταφοράς στον οποίο οι πρωτεΐνες φορείς μεταφέρουν μόρια σε όλη την κυτταρική μεμβράνη χωρίς να χρησιμοποιούν τις ενεργειακές παροχές του κυττάρου. Αντ 'αυτού, η ενέργεια παρέχεται από τη βαθμίδα συγκέντρωσης, που σημαίνει ότι τα μόρια μεταφέρονται από υψηλότερες σε χαμηλότερες συγκεντρώσεις, μέσα ή έξω από το κύτταρο. Οι πρωτεΐνες φορείς συνδέονται με τη γλυκόζη, η οποία τους αναγκάζει να αλλάξουν σχήμα και να μετατοπίσουν τη γλυκόζη από τη μία πλευρά της μεμβράνης στην άλλη. Τα ερυθρά αιμοσφαίρια χρησιμοποιούν διευκολυνμένη διάχυση για την απορρόφηση της γλυκόζης.

Τα κύτταρα κατά μήκος του λεπτού εντέρου χρησιμοποιούν πρωτογενή ενεργό μεταφορά για να διασφαλίσουν ότι η γλυκόζη ρέει μόνο με έναν τρόπο: από την πέψη της τροφής στο εσωτερικό των κυττάρων. Οι ενεργές πρωτεΐνες μεταφοράς χρησιμοποιούν τριφωσφορική αδενοσίνη (ATP), το μόριο αποθήκευσης ενέργειας του κυττάρου, για την άντληση γλυκόζης στο κύτταρο, είτε με ή κατά τη βαθμίδα συγκέντρωσης. Οι πρωτεΐνες μεταφοράς είναι γνωστές ως ένζυμα ATPase επειδή μπορούν να απελευθερώσουν μια φωσφορική ομάδα από ATP και να χρησιμοποιήσουν την προκύπτουσα ενέργεια για να λειτουργήσουν. Η ενεργή μεταφορά διασφαλίζει ότι η γλυκόζη δεν θα διαρρεύσει από τα κύτταρα του λεπτού εντέρου κατά τη διάρκεια περιόδων λιμού γλυκόζης.

Η δευτερογενής ενεργός μεταφορά είναι μια άλλη μέθοδος με την οποία τα κύτταρα εισάγουν γλυκόζη. Σε αυτήν τη μέθοδο, μια διαμεμβρανική πρωτεΐνη γνωστή ως symporter εισάγει δύο ιόντα νατρίου για κάθε μόριο γλυκόζης που εισάγει. Η μέθοδος δεν χρησιμοποιεί ATP, αλλά αντ 'αυτού βασίζεται στην υψηλότερη βαθμίδα συγκέντρωσης νατρίου έξω από το κελί σε σχέση με το εσωτερικό του κυττάρου. Τα θετικά φορτισμένα ιόντα νατρίου παρέχουν ηλεκτροχημική ενέργεια για την εισαγωγή γλυκόζης με ή κατά της βαθμίδας συγκέντρωσης γλυκόζης. Η δευτερογενής ενεργός μεταφορά χρησιμοποιείται από κύτταρα στο λεπτό έντερο, την καρδιά, τον εγκέφαλο, τα νεφρά και ορισμένα άλλα όργανα.